Calcolo elettrico

Facciamo un elenco di alcune formule di calcolo comuni che è possibile utilizzare quando si sceglie un relè a stato solido (SSR) / modulo a stato solido (SSM) o si progetta un circuito.

Attenzione: HUIMU Industrial (HUIMULTD) non si assume alcuna responsabilità per errori nei dati né nel funzionamento sicuro e / o soddisfacente di apparecchiature progettate da queste informazioni.

Formule di calcolo dell'energia elettrica

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● Carico monofase

P = U · I · cosφ
U è la tensione (solitamente 220 V CA), I è la corrente.

● Carico trifase

P = √3 · U _L · I _L · cosφ = 3 · U _P · I _P · cosφ
U _L è la tensione di linea (normalmente 380VAC), I _L è la corrente di linea, U _P è la tensione di fase (normalmente 220VAC) , I _P è la corrente di fase.

● Fattore di potenza (cos φ)

Se il tipo di carico è carico resistivo (come un riscaldatore elettrico), allora cos φ = 1; Se il tipo di carico è un carico induttivo (come un motore elettrico), allora 0 <cos φ <1. Prendiamo ad esempio il motore elettrico, quando il motore elettrico è completamente carico, la corrente attiva è la più grande, la corrente reattiva è la più piccola e il fattore di potenza è di circa 0,85; quando il carico è leggero o senza carico, la corrente attiva è piccola, la corrente reattiva è grande e il fattore di potenza è compreso tra 0,4 e 0,7. Pertanto, di solito prendiamo un fattore di potenza di 0,78 o 0,8. Se il tipo di carico è un carico capacitivo (come un compensatore di potenza), allora cos φ <0.

● Valore di picco, valore effettivo, valore medio

La tensione CA è un'onda sinusoidale e il suo valore di tensione cambia periodicamente da 0 al valore massimo (U _MAX ), quindi il suo valore di picco (U _PK ) è uguale al valore massimo. Il valore effettivo CA è specificato dall'effetto termico della corrente, ovvero lascia passare una corrente CA e una corrente CC attraverso resistori con lo stesso valore di resistenza rispettivamente, e se generano lo stesso calore nello stesso tempo, quindi il valore effettivo di questa corrente AC è uguale al valore di questa corrente DC. Poiché il valore effettivo della tensione CA sinusoidale è uguale al suo valore quadrato medio radice (U _RMS o U), U _RMSviene generalmente utilizzato per rappresentare il valore effettivo della tensione CA. Normalmente, il valore della tensione CA che rileviamo attraverso l'apparecchiatura di rilevamento (come i multimetri) è il valore della tensione effettiva e anche il valore della tensione CA contrassegnato sull'apparecchiatura elettrica è il valore effettivo (come 220 V CA, 380 V CA). La tensione CA media (U _AV ) è il valore di tensione medio per un periodo. La tensione CA media è uguale all'integrale della tensione in un ciclo diviso per 2π (il tempo in un ciclo). Teoricamente, il valore della tensione CC ottenuto dopo la rettifica a onda piena della tensione CA è uguale al valore medio della tensione CA.

U _PK = √2 · U _RMS = 1.414 · U _RMS
U _AV = 2 / π · U _PK = 0.637 · U _PK

Allo stesso modo, secondo la legge di Ohm, possiamo ottenere il valore di picco (IPK o IMAX), il valore effettivo (IRMS) e il valore medio (IAV) della corrente alternata.

I _PK = √2 · I _RMS = 1.414 · I _RMS
I _AV = 2 / π · I _PK = 0.637 · I _PK

Poiché il valore della corrente CC o della tensione CC è costante, non hanno valore massimo, valore effettivo e valore medio.

Formule di calcolo del fattore di derating

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Poiché le prestazioni del relè a stato solido / modulo a stato solido sono influenzate dall'ambiente di lavoro e dal tipo di carico, è necessario considerare il fattore di declassamento (o fattore multiplo di corrente) quando si seleziona il valore di corrente nominale del relè a stato solido / modulo a stato solido .

I _R = I _L / α
I _R è il valore della corrente nominale del relè a stato solido / modulo a stato solido;
I _L è il valore della corrente del carico CC o il valore effettivo della corrente del carico CA (valore efficace);
α è il fattore di declassamento.

In base all'ambiente di lavoro del relè a stato solido / modulo a stato solido (ventilazione, temperatura, tempo di servizio, ecc.), Il fattore di declassamento può essere suddiviso in tre livelli: protetto, normale e grave.
Per carichi resistivi (come riscaldatore elettrico, lampada a incandescenza, ecc.), Α = 0,5 (protetto), α = 0,5 (normale), α = 0,3 (grave);
Per carichi induttivi (come motore, trasformatore, ecc.), Α = 0,2 (protetto), α = 0,16 (normale), α = 0,14 (grave);
Per carichi capacitivi (come compensatore di potenza, ecc.), Α = 0,2 (protetto), α = 0,16 (normale), α = 0,14 (grave).

Il fattore multiplo corrente è l'inverso del fattore di declassamento.

I _R = I _L · β
I _R è il valore di corrente nominale del relè a stato solido / modulo a stato solido;
I _L è il valore della corrente del carico CC o il valore effettivo della corrente del carico CA (valore efficace);
β è l'attuale fattore multiplo.

Per carichi resistivi (come riscaldatore elettrico, lampada a incandescenza, ecc.), Β = 2 (protetto), β = 2 (normale), β = 3 (grave);
Per carichi induttivi (come motore, trasformatore, ecc.), Β = 5 (protetto), β = 6 (normale), β = 7 (grave);
Per carichi capacitivi (come compensatore di potenza, ecc.), Β = 5 (protetto), β = 6 (normale), β = 7 (grave).

Ad esempio, se è necessario un relè a stato solido da CC a CA per commutare un carico resistivo da 220 V CA, 10 A e si richiede che questo relè a stato solido funzioni senza interruzioni in un ambiente di ventilazione scadente, quindi in base al fattore di declassamento β = 3 (Grave), dovresti scegliere MGR-1D4830 (da CC a CA, carico: 480 V CA, 30 A).

Formule di calcolo del varistore

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Se la tensione di picco del carico è elevata, assicurarsi di collegare il varistore (come MOV, ZNR) in parallelo al terminale di uscita del relè a stato solido / modulo a stato solido.

V _imA = V _1mA = (a · v) / (b · c)
V _imA è la tensione del varistore quando la corrente è XmA. Dato che il valore corrente è normalmente impostato a 1 mA, può anche essere espresso come V 1 _mA ; a è il coefficiente di fluttuazione della tensione, generalmente 1,2; b è il valore dell'errore del varistore, generalmente 0,85; c è il coefficiente di invecchiamento del componente, generalmente 0,9; v è la tensione operativa CC o la tensione efficace CA.

Pertanto, la formula sopra può essere semplificata come:
Per circuito CC ， V _imA ≈1.6 · v
Per circuito CA ， V _imA ≈1.6 · V _p = 1.6 · √2 · V _AC
V _p è la tensione di picco, V _AC è il valore effettivo.

Generalmente, la tensione del varistore è 1,6 volte la tensione di carico, ma quando il carico è un carico induttivo, la tensione del varistore dovrebbe essere 1,6-1,9 volte la tensione di carico per garantire la sicurezza.

Formule di calcolo del circuito raddrizzatore

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● Circuito di rettifica a semionda monofase

U ₀ = 0,45 · U ₂
I ₀ = 0,45 · U ₂ / R _L
I _V = I ₀
U _RM = √2 · U ₂

● Circuito di rettifica a onda intera monofase

U ₀ = 0.9 · U ₂
I ₀ = 0.9 · U ₂ / R _L
I _V = 1/2 · I ₀
U _RM = 2 · √2 · U ₂

● Circuito di rettifica a ponte monofase

U ₀ = 0.9 · U ₂
I ₀ = 0.9 · U ₂ / R _L
I _V = 1/2 · I ₀
U _RM = √2 · U ₂

● Circuito filtro di rettifica a semionda a fase singola

U ₀ = U ₂
I ₀ = U ₂ / R _L
I _v = 1/2 · I ₀
U _RM = 2 · √2 · U ₂
C≥ (3 ~ 5) · T / R _L
T = 1 / f, se f = 50Hz, quindi T = 1/50 = 20ms

● Circuito filtro di rettifica a onda intera monofase

U ₀ = 1.2 · U ₂
I ₀ = 1.2 · U ₂ / R _L
I _v = 1/2 · I ₀
U _RM = √2 · U ₂
C≥ (3 ~ 5) · T / 2R _L
T = 1 / f, se f = 50Hz, quindi T = 1/50 = 20ms

● Circuito filtro di rettifica a ponte monofase

U ₀ = 1.2 · U ₂
I ₀ = 1.2 · U ₂ / R _L
I _v = 1/2 · I ₀
U _RM = √2 · U ₂
C≥ (3 ~ 5) · T / 2R _L
T = 1 / f, se f = 50Hz, quindi T = 1/50 = 20ms

V _RSM = V _RRM + 200
V V _RSM (Tensione inversa di picco non ripetitiva), è il valore di picco massimo consentito della tensione inversa che può essere applicato alla direzione inversa del dispositivo; V _RRM (Tensione inversa di picco ripetitiva), è il valore massimo consentito della tensione inversa che può essere ripetutamente applicato alla direzione inversa del dispositivo.

V _DSM = V _DRM + 200
V V _DSM (tensione di stato non di picco non ripetitiva), è il valore di picco massimo consentito della tensione di stato off che può essere applicato alla direzione in avanti del dispositivo; V _DRM (Tensione ripetuta di picco allo stato spento), è il valore massimo ammissibile della tensione di stato spento che può essere ripetutamente applicato alla direzione in avanti del dispositivo.

I _t ² = I _TSM ² · t _w / 2
t _w è il periodo mezzo seno; I _TSM così il massimo non ripetitiva on-stato corrente impulsiva in un ciclo; se la frequenza è 50Hz, I _t ² = 0,005 I _TSM ² (Amp ² · sec)

Formule di calcolo della generazione di calore

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Quando i relè a stato solido funzionano, il circuito di uscita ha una caduta di tensione di 1 ~ 2V. Quando i moduli a stato solido (o moduli di potenza) funzionano, il circuito di uscita ha una caduta di tensione di 2 ~ 4V. E l'energia elettrica che consumano viene trasmessa come calore, e questo calore è solo correlato alla loro corrente di funzionamento. Il relè a stato solido ha un valore calorifico di 1,5 watt per ampere (1,5 W / A) e il modulo a stato solido ha un valore calorifico di 3,0 watt per ampere (3,0 W / A). Il calore generato dal circuito trifase è la somma del calore generato da ciascuna fase.

Relè a stato solido monofase o CC: P = 1.5 · I
Modulo a stato solido monofase o CC: P = 3.0 · I
P è il calore generato dal relè a stato solido / modulo a stato solido e l'unità è W; I è la corrente di carico effettiva e l'unità è A.

Normalmente, se la corrente di carico è 10A, è necessario disporre di un dissipatore di calore. Se la corrente di carico è pari o superiore a 40 A, è necessario disporre di un dissipatore di calore raffreddato ad aria o ad acqua.

Formule di calcolo della dissipazione del calore

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Le prestazioni di dissipazione del calore del dissipatore di calore sono correlate al suo materiale, forma, differenza di temperatura, ecc.

Q = h · A · η · ΔT
Q è il calore dissipato dal dissipatore di calore; h è la conduttività termica totale del dissipatore di calore (W / cm ² · ° C), generalmente il materiale in alluminio è di circa 2,12 W / cm ² · ° C, il materiale di rame è di circa 3,85 W / cm ² · ° C e il il materiale in acciaio è di circa 0,46 W / cm ² ° C; A è la superficie del dissipatore di calore (cm ² ); η è l'efficienza del dissipatore di calore, che è determinata principalmente dalla forma del dissipatore di calore; ΔT è la differenza tra la temperatura massima del dissipatore di calore e la temperatura ambiente (° C).

Pertanto, dalla formula precedente si può ottenere che maggiore è la superficie del dissipatore di calore, maggiore è la differenza dalla temperatura ambiente e migliore è la prestazione di dissipazione del calore.

Conversione unità comune

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1MΩ = 10 ³ kΩ = 10 ⁶ Ω = 10 ⁹ mΩ
1F = 10 ³ mF = 10 ⁶ μF = 10 ⁹ nF = 10 ¹² pF
1H = 10 ³ mH = 10 ⁶ μH
1MV = 10 ³ kV = 10 ⁶ V = 10 ⁹ mV = 10 ¹² μH
1kA = 10 ³ A = 10 ⁶ mA = 10 ⁹ μA
1W = 10 ³ mW = 1J / s = 1V · A
1HP = 0.75kW
1kW · h = 10 ³ W · h = 10 ³ V · A · h = 10 ⁶ V · mA · h = 3,6 · 10 ⁶ J
1 cm = 10 mm = 0,39 pollici
1 cm ² = 0,16 mq in
° F = 1,8 ° C + 32
K = ° C + 273,15

BREVE MANUALE DI SICUREZZA

LA SICUREZZA PRIMA!

Non c'è niente di più importante che proteggere la propria sicurezza.

Attenersi scrupolosamente alle norme di sicurezza e alle istruzioni operative. Se non riesci a tenerti al sicuro, interrompi il funzionamento e parti immediatamente. Se si riscontra un problema incerto o irrisolvibile, consultare tempestivamente il personale tecnico competente, per favore non correre rischi. Prima di utilizzare, testare, mantenere dispositivi elettrici, è necessario conoscere quanto segue:

§ 1. Quali sono i pericoli dell'elettricità?

L'elettricità rende la nostra vita più comoda, ma allo stesso tempo può anche causare gravi danni al nostro corpo vulnerabile a causa della sua enorme energia. Il danno elettrico al corpo umano può essere suddiviso in: Shock elettrico (come formicolio, sensazione di bruciore, spasmo, paralisi, coma, fibrillazione o arresto ventricolare, difficoltà respiratoria o arresto respiratorio); Lesioni elettriche (come ustioni elettriche, metallizzazione della pelle). Quando la corrente elettrica attraversa il cuore, può causare disfunzione cardiaca, distruggendo la contrazione e il ritmo di espansione originali, insufficienza cardiaca e interrompendo la circolazione sanguigna, causando la morte a causa di ipossia nel cervello. Quando la corrente elettrica attraversa il sistema nervoso centrale (cervello e midollo spinale), può causare arresto respiratorio e paralisi. L'effetto termico della corrente elettrica può causare ustioni elettriche. L'effetto chimico della corrente elettrica può causare ustioni elettriche e metallizzazione della pelle. L'effetto elettromagnetico della corrente elettrica produrrà anche radiazioni. Le lesioni sopra riportate possono causare danni secondari.

In base alle diverse reazioni del corpo umano dopo aver contattato la corrente, la corrente può essere suddivisa nei seguenti quattro livelli:
1. Corrente percepita: il valore di corrente minimo che può essere percepito dal corpo umano ma non provoca reazioni fisiologiche dannose, che è 1 mA (CA, 50 ~ 60 Hz) o 5 mA (CC) per gli adulti.
2. Corrente di reazione: il valore di corrente minimo che può causare la contrazione inconscia dei muscoli, che è 5 mA (CA, 50 ~ 60 Hz) o 25 mA (CC) per gli adulti.
3. Corrente sicura: il valore di corrente massimo che il corpo umano può liberare liberamente l'alimentatore senza danni patologici dopo una scossa elettrica, che è 10 mA (CA, 50 ~ 60Hz) o 50 mA (CC) per gli adulti.
4. Corrente fatale: il valore di corrente minimo che può causare fibrillazione ventricolare ed è potenzialmente letale, che in genere è 50 mA (CA, 50 ~ 60 Hz), 80 mA (CC) per gli adulti.

La resistenza elettrica della pelle umana è 1000 ~ 3000Ω (normalmente) e 800 ~ 1000Ω (quando lo strato esterno corneo della pelle viene distrutto), quindi la tensione di sicurezza può essere calcolata secondo la legge di Ohm (I = U / R). Poiché la resistenza della pelle è influenzata da molti fattori (come indumenti, sudore, polvere conduttiva nell'aria), la scelta della tensione di sicurezza è più ragionevole invece della corrente di sicurezza. In un ambiente asciutto, la tensione di sicurezza è 24 V CA (50 ~ 60 Hz) o 120 V CC; in un ambiente umido, la tensione di sicurezza è di 12VAC (50 ~ 60Hz) o 40VDC.

§2. Come evitare il pericolo dell'elettricità?

1. Isolamento elettrico

L'oggetto caricato elettricamente (o il corpo caricato) deve essere racchiuso da un materiale isolante non conduttivo. Mantenere l'isolamento delle linee di distribuzione e delle apparecchiature elettriche è il prerequisito fondamentale per garantire la sicurezza personale e il normale funzionamento delle apparecchiature elettriche. Le prestazioni dell'isolamento elettrico possono essere misurate dalla sua resistenza di isolamento e rigidità dielettrica.

2. Distanza di sicurezza

Gli oggetti caricati elettricamente devono essere mantenuti ad una certa distanza dal suolo, dal corpo umano, da altri oggetti carichi e da altre strutture o attrezzature. Al di fuori di tale distanza di sicurezza, non vi è alcun pericolo quando il corpo umano o l'oggetto è vicino al corpo carico, come la distanza di sicurezza per il dispositivo di distribuzione dell'alimentazione, la distanza di sicurezza per la manutenzione e la distanza di sicurezza dell'operazione.

3. Capacità di trasporto corrente sicura

La capacità di trasporto corrente sicura è la quantità massima di corrente che può passare continuamente attraverso il dispositivo. Se la corrente supera la capacità di trasporto di corrente sicura del dispositivo, il calore generato dal dispositivo supererà il suo valore consentito, il che provocherà danni allo strato isolante e persino perdite elettriche e incendi. Pertanto, prima di selezionare un dispositivo, è necessario conoscerne la capacità di trasporto di corrente sicura.

4. Marcatura

La marcatura chiara, accurata e uniforme è un altro presupposto importante per garantire la sicurezza dell'elettricità. Ad esempio, la zona pericolosa deve essere contrassegnata con una marcatura di avvertimento, il dispositivo con struttura diversa e parametri diversi possono essere identificati con la marcatura del numero di modello, i fili di diversa natura e scopi diversi possono essere identificati mediante marcatura a colori (Ad esempio, Fase Un filo è giallo, il filo di fase B è verde, il filo di fase C è rosso, il filo di messa a terra esposto è nero; il circuito CA del circuito del sistema secondario è giallo, l'alimentazione negativa è blu e i circuiti di segnale e di avvertimento sono bianchi).

§3. Come operare in sicurezza

1. Dispositivi di protezione

Prima di utilizzare il dispositivo elettrico, assicurarsi di aver indossato guanti isolati in gomma, scarpe isolanti, indumenti antistatici, occhiali di sicurezza e altri dispositivi di protezione. E devi anche confermare che ci sono strutture antincendio o altre strutture di sicurezza entro l'intervallo specificato.

2. Strumenti operativi

È necessario verificare se lo strumento in uso ha capacità di isolamento, se il materiale isolante è invecchiato e lasciato cadere, dovrebbe essere sostituito immediatamente. In caso di rischio di esplosione e incendio, utilizzare uno strumento antideflagrante.

3. Precauzioni operative

● Si prega di non operare con l'alimentazione.
● Assicurarsi che l'ambiente di lavoro sia asciutto, che la temperatura sia adeguata e che le condizioni di ventilazione siano buone.
● Accertarsi che il piano di lavoro sia pulito e privo di polvere, detriti metallici, ecc.
● Accertarsi che i cavi siano collegati correttamente in base alla marcatura. Per i dispositivi CC, non invertire i poli positivo e negativo.
● Accertarsi che tutte le apparecchiature elettriche ed elettroniche funzionino entro il valore nominale.
● Assicurarsi che tutto il dispositivo sia messo a terra in modo sicuro.
● Se nel dispositivo è presente una grande capacità o una grande induttanza, non è possibile toccarlo direttamente anche dopo lo spegnimento, poiché emetterà una tensione elevata di diverse migliaia di volt in un istante. È necessario attendere il suo scarico naturale o forzarlo a scaricarlo utilizzando apparecchiature ausiliarie in condizioni di sicurezza.
● Prima di utilizzare il dispositivo di regolazione della tensione, assicurarsi che il regolatore sia nello stato iniziale (tensione zero, 0 V).
● Quando si utilizzano apparecchiature elettriche o elettroniche, una volta avvertito l'odore bruciato, si sentono suoni anomali, si verificano condizioni anomale come il lampeggiamento del display o della spia, si prega di spegnere immediatamente l'alimentazione e controllare l'apparecchiatura.
● Se il dispositivo deve essere sostituito a causa di un malfunzionamento, si consiglia di utilizzare un dispositivo con lo stesso modello o parametri tecnici.
● Non premere il pulsante di arresto immediatamente dopo aver avviato il motore elettrico, poiché la sua corrente di avviamento è 6-7 volte la corrente nominale, se si arresta immediatamente, brucerà altre apparecchiature.