Tính toán điện
Chúng tôi lập danh sách một số công thức tính toán phổ biến mà bạn có thể sử dụng khi chọn rơle trạng thái rắn (SSR) / mô đun trạng thái rắn (SSM) hoặc thiết kế mạch.
Lưu ý: Công nghiệp HUIMU (HUIMULTD) không chịu trách nhiệm đối với các lỗi trong dữ liệu cũng như trong hoạt động an toàn và / hoặc thỏa đáng của thiết bị được thiết kế từ thông tin này.
Công thức tính toán điện năng
● Tải một pha
P = U · I · cosφ
U là điện áp (thường là 220 VAC), I là dòng điện.
U là điện áp (thường là 220 VAC), I là dòng điện.
● Tải ba pha
P = √3 · U L · I L · cosφ = 3 · U P · I P · cosφ
U L là điện áp đường dây (thông thường là 380VAC), I L là dòng điện, U P là điện áp pha (thường là 220 VAC) , I P là dòng điện pha.
U L là điện áp đường dây (thông thường là 380VAC), I L là dòng điện, U P là điện áp pha (thường là 220 VAC) , I P là dòng điện pha.
● Hệ số công suất (cos)
Nếu loại tải là tải điện trở (như lò sưởi điện), thì cos φ = 1; Nếu loại tải là tải cảm ứng (như động cơ điện), thì 0 <cos φ <1. Lấy động cơ điện làm ví dụ, khi động cơ điện được nạp đầy đủ, dòng điện hoạt động là lớn nhất, dòng điện phản kháng là nhỏ nhất và hệ số công suất là khoảng 0,85; khi tải nhẹ hoặc không tải, dòng hoạt động nhỏ, dòng phản ứng lớn và hệ số công suất nằm trong khoảng 0,4 đến 0,7. Vì vậy, chúng ta thường lấy hệ số công suất là 0,78 hoặc 0,8. Nếu loại tải là tải điện dung (như bộ bù công suất), thì cos <0.
● Giá trị cao nhất, Giá trị hiệu quả, Giá trị trung bình
Điện áp xoay chiều là sóng hình sin và giá trị điện áp của nó thay đổi định kỳ từ 0 đến giá trị tối đa (U MAX ), do đó giá trị cực đại của nó (U PK ) bằng với giá trị tối đa. Giá trị hiệu dụng AC được xác định bởi hiệu ứng nhiệt của dòng điện, nghĩa là để dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều đi qua các điện trở có cùng giá trị điện trở và nếu chúng tạo ra nhiệt bằng nhau trong cùng một thời điểm, thì giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều này bằng với giá trị của dòng điện một chiều này. Vì giá trị hiệu dụng của điện áp xoay chiều hình sin bằng giá trị bình phương trung bình gốc của nó (U RMS hoặc U), U RMSthường được sử dụng để biểu thị giá trị hiệu dụng của điện áp xoay chiều. Thông thường, giá trị điện áp AC mà chúng tôi phát hiện thông qua thiết bị phát hiện (chẳng hạn như vạn năng) là giá trị điện áp hiệu dụng và giá trị điện áp AC được đánh dấu trên thiết bị điện cũng là giá trị hiệu dụng (chẳng hạn như 220 VAC, 380VAC). Điện áp xoay chiều trung bình (U AV ) là giá trị điện áp trung bình trong một khoảng thời gian. Điện áp xoay chiều trung bình bằng tích phân của điện áp trong một chu kỳ chia cho 2π (thời gian trong một chu kỳ). Về mặt lý thuyết, giá trị điện áp DC thu được sau khi chỉnh lưu toàn sóng của điện áp AC bằng với giá trị trung bình của điện áp AC.
U PK = 2 · U RMS = 1.414 · U RMS
U AV = 2 / π · U PK = 0.637 · U PK
U AV = 2 / π · U PK = 0.637 · U PK
Tương tự, theo luật Ohm, chúng ta có thể nhận được giá trị cực đại (IPK hoặc IMAX), giá trị hiệu dụng (IRMS) và giá trị trung bình (IAV) của dòng điện xoay chiều.
I PK = 2 · I RMS = 1.414 · I RMS
I AV = 2 / π · I PK = 0.637 · I PK
I AV = 2 / π · I PK = 0.637 · I PK
Bởi vì giá trị của dòng điện một chiều hoặc điện áp DC không đổi, chúng không có giá trị tối đa, giá trị hiệu dụng và giá trị trung bình.
Công thức tính toán nhân tố
Do hiệu suất của mô đun chuyển tiếp trạng thái rắn / mô đun trạng thái rắn bị ảnh hưởng bởi môi trường làm việc và loại tải trọng, nên xem xét Hệ số đạo hàm (hoặc Hệ số đa dòng hiện tại) khi chọn giá trị hiện tại định mức của mô đun trạng thái rắn / mô đun trạng thái rắn .
I R = I L / α
I R là giá trị hiện tại định mức của mô đun trạng thái rắn / mô đun trạng thái rắn;
I L là giá trị hiện tại tải DC hoặc giá trị hiệu dụng hiện tại tải AC (giá trị rms);
α là hệ số giảm dần.
I R là giá trị hiện tại định mức của mô đun trạng thái rắn / mô đun trạng thái rắn;
I L là giá trị hiện tại tải DC hoặc giá trị hiệu dụng hiện tại tải AC (giá trị rms);
α là hệ số giảm dần.
Theo môi trường làm việc của mô đun trạng thái rắn / rơle trạng thái rắn (thông gió, nhiệt độ, thời gian phục vụ, v.v.), hệ số giảm có thể được chia thành ba cấp độ: Được bảo vệ, Bình thường và Nghiêm trọng.
Đối với tải điện trở (như lò sưởi điện, đèn entandesc, v.v.), α = 0,5 (Được bảo vệ), α = 0,5 (Bình thường), α = 0,3 (Nghiêm trọng);
Đối với tải cảm ứng (như động cơ, máy biến áp, v.v.), α = 0,2 (Được bảo vệ), α = 0,16 (Bình thường), α = 0,14 (Nghiêm trọng);
Đối với tải điện dung (như bộ bù công suất, v.v.), α = 0,2 (Được bảo vệ), α = 0,16 (Bình thường), α = 0,14 (Nghiêm trọng).
Đối với tải điện trở (như lò sưởi điện, đèn entandesc, v.v.), α = 0,5 (Được bảo vệ), α = 0,5 (Bình thường), α = 0,3 (Nghiêm trọng);
Đối với tải cảm ứng (như động cơ, máy biến áp, v.v.), α = 0,2 (Được bảo vệ), α = 0,16 (Bình thường), α = 0,14 (Nghiêm trọng);
Đối với tải điện dung (như bộ bù công suất, v.v.), α = 0,2 (Được bảo vệ), α = 0,16 (Bình thường), α = 0,14 (Nghiêm trọng).
Nhiều yếu tố hiện tại là nghịch đảo của yếu tố phái sinh.
I R = I L · β
I R là giá trị hiện tại định mức của mô đun trạng thái rắn / mô đun trạng thái rắn;
I L là giá trị hiện tại tải DC hoặc giá trị hiệu dụng hiện tại tải AC (giá trị rms);
là nhiều yếu tố hiện tại.
I R là giá trị hiện tại định mức của mô đun trạng thái rắn / mô đun trạng thái rắn;
I L là giá trị hiện tại tải DC hoặc giá trị hiệu dụng hiện tại tải AC (giá trị rms);
là nhiều yếu tố hiện tại.
Đối với tải điện trở (như lò sưởi điện, đèn sợi đốt, v.v.), = 2 (Được bảo vệ), β = 2 (Bình thường), = 3 (Nghiêm trọng);
Đối với tải cảm ứng (như động cơ, máy biến áp, v.v.), β = 5 (Được bảo vệ), β = 6 (Bình thường), β = 7 (Nghiêm trọng);
Đối với tải điện dung (như bộ bù công suất, v.v.), β = 5 (Được bảo vệ), β = 6 (Bình thường), = 7 (Nghiêm trọng).
Đối với tải cảm ứng (như động cơ, máy biến áp, v.v.), β = 5 (Được bảo vệ), β = 6 (Bình thường), β = 7 (Nghiêm trọng);
Đối với tải điện dung (như bộ bù công suất, v.v.), β = 5 (Được bảo vệ), β = 6 (Bình thường), = 7 (Nghiêm trọng).
Ví dụ: nếu bạn cần rơle trạng thái rắn DC đến AC Panel để chuyển đổi tải điện trở 220 VACAC, 10A và yêu cầu rơle trạng thái rắn này hoạt động liên tục trong môi trường thông gió kém, thì theo hệ số giảm dần = 3 (Severe), bạn nên chọn MGR-1D4830 (DC đến AC, tải: 480VAC, 30A).
Công thức tính toán biến trở
Nếu điện áp cực đại tải cao, hãy đảm bảo kết nối song song (như MOV, ZNR) song song với cực đầu ra của mô đun trạng thái rắn / mô đun trạng thái rắn.
V imA = V 1mA = (a · v) / (b · c)
V imA là điện áp varistor khi dòng điện là XmA. Do giá trị hiện tại thường được đặt ở 1mA, nó cũng có thể được biểu thị là V 1mA ; a là hệ số dao động điện áp, thường là 1,2; b là giá trị lỗi của varistor, thường là 0,85; c là hệ số lão hóa của thành phần, thường là 0,9; v là điện áp hoạt động DC, hoặc điện áp AC rms.
V imA là điện áp varistor khi dòng điện là XmA. Do giá trị hiện tại thường được đặt ở 1mA, nó cũng có thể được biểu thị là V 1mA ; a là hệ số dao động điện áp, thường là 1,2; b là giá trị lỗi của varistor, thường là 0,85; c là hệ số lão hóa của thành phần, thường là 0,9; v là điện áp hoạt động DC, hoặc điện áp AC rms.
Do đó, công thức trên có thể được đơn giản hóa như sau:
Đối với mạch DC ， V imA 1.6 · v
Đối với mạch điện xoay chiều ， V imA 1.6 · V p = 1.6 · √2 · V AC
V p là điện áp cực đại, V AC là giá trị hiệu quả.
Đối với mạch DC ， V imA 1.6 · v
Đối với mạch điện xoay chiều ， V imA 1.6 · V p = 1.6 · √2 · V AC
V p là điện áp cực đại, V AC là giá trị hiệu quả.
Thông thường, điện áp varistor gấp 1,6 lần điện áp tải, nhưng khi tải là tải cảm ứng, điện áp varistor phải bằng 1,6-1,9 lần điện áp tải để đảm bảo an toàn.
Công thức tính toán mạch chỉnh lưu
● Mạch chỉnh lưu nửa sóng một pha
U 0 = 0,45 · U 2
I 0 = 0,45 · U 2 / R L
I V = I 0
U RM = 2 · U 2
I 0 = 0,45 · U 2 / R L
I V = I 0
U RM = 2 · U 2
● Mạch chỉnh lưu toàn sóng một pha
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
I 0 = 0,9 · U 2 / R L
I V = 1/2 · I 0
U RM = 2 · 2 · U 2
● Mạch chỉnh lưu cầu một pha
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
I 0 = 0,9 · U 2 / R L
I V = 1/2 · I 0
U RM = √2 · U 2
● Mạch lọc chỉnh lưu nửa pha một pha
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, nếu f = 50Hz, thì T = 1/50 = 20ms
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, nếu f = 50Hz, thì T = 1/50 = 20ms
● Mạch lọc chỉnh lưu toàn sóng một pha
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, nếu f = 50Hz, thì T = 1/50 = 20ms
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, nếu f = 50Hz, thì T = 1/50 = 20ms
● Mạch lọc chỉnh lưu cầu một pha
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, nếu f = 50Hz, thì T = 1/50 = 20ms
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, nếu f = 50Hz, thì T = 1/50 = 20ms
V RSM = V RRM + 200V
V RSM (Điện áp ngược cực đại không lặp lại), là giá trị đột biến tối đa cho phép của điện áp ngược có thể được áp dụng cho hướng ngược của thiết bị; V RRM (Điện áp ngược cực đại lặp lại), là giá trị tối đa cho phép của điện áp ngược có thể được áp dụng nhiều lần cho hướng ngược lại của thiết bị.
V RSM (Điện áp ngược cực đại không lặp lại), là giá trị đột biến tối đa cho phép của điện áp ngược có thể được áp dụng cho hướng ngược của thiết bị; V RRM (Điện áp ngược cực đại lặp lại), là giá trị tối đa cho phép của điện áp ngược có thể được áp dụng nhiều lần cho hướng ngược lại của thiết bị.
V DSM = V DRM + 200V
V DSM (Điện áp ngoài trạng thái cực đại không lặp lại), là giá trị đột biến tối đa cho phép của điện áp ngoài trạng thái có thể được áp dụng cho hướng thuận của thiết bị; V DRM (Điện áp ngoài trạng thái cực đại lặp lại), là giá trị tối đa cho phép của điện áp ngoài trạng thái có thể được áp dụng nhiều lần cho hướng chuyển tiếp của thiết bị.
V DSM (Điện áp ngoài trạng thái cực đại không lặp lại), là giá trị đột biến tối đa cho phép của điện áp ngoài trạng thái có thể được áp dụng cho hướng thuận của thiết bị; V DRM (Điện áp ngoài trạng thái cực đại lặp lại), là giá trị tối đa cho phép của điện áp ngoài trạng thái có thể được áp dụng nhiều lần cho hướng chuyển tiếp của thiết bị.
I t 2 = I TSM 2 · t w / 2
t w là nửa chu kỳ sin; Tôi TSM nó là dòng tăng đột biến không lặp lại tối đa trong một chu kỳ; nếu tần số là 50Hz, I t 2 = 0,005 I TSM 2 (Amps 2 · giây)
t w là nửa chu kỳ sin; Tôi TSM nó là dòng tăng đột biến không lặp lại tối đa trong một chu kỳ; nếu tần số là 50Hz, I t 2 = 0,005 I TSM 2 (Amps 2 · giây)
Công thức tính toán sinh nhiệt
Khi rơle trạng thái rắn hoạt động, mạch đầu ra có điện áp rơi từ 1 ~ 2V. Khi các mô đun trạng thái rắn (hoặc mô đun nguồn) đang hoạt động, mạch đầu ra có điện áp rơi từ 2 ~ 4V. Và năng lượng điện mà chúng tiêu thụ được truyền dưới dạng nhiệt và nhiệt này chỉ liên quan đến dòng điện hoạt động của chúng. Rơle trạng thái rắn có giá trị năng lượng 1,5 watt trên mỗi ampe (1,5 W / A) và mô-đun trạng thái rắn có giá trị nhiệt là 3.0 watt trên mỗi ampe (3.0 W / A). Nhiệt lượng được tạo ra bởi mạch ba pha là tổng nhiệt lượng được tạo ra bởi mỗi pha.
Rơle trạng thái rắn một pha hoặc DC: P = 1,5 · I
Mô đun trạng thái rắn một pha hoặc DC: P = 3.0 · I
P là nhiệt được tạo ra bởi rơle trạng thái rắn / mô đun trạng thái rắn, và đơn vị là W; I là dòng tải thực tế và đơn vị là A.
Mô đun trạng thái rắn một pha hoặc DC: P = 3.0 · I
P là nhiệt được tạo ra bởi rơle trạng thái rắn / mô đun trạng thái rắn, và đơn vị là W; I là dòng tải thực tế và đơn vị là A.
Thông thường, nếu dòng tải là 10A, phải trang bị tản nhiệt. Nếu dòng tải từ 40A trở lên, phải trang bị tản nhiệt làm mát bằng không khí hoặc làm mát bằng nước.
Công thức tính toán tản nhiệt
Hiệu suất tản nhiệt của tản nhiệt có liên quan đến vật liệu, hình dạng, chênh lệch nhiệt độ, v.v.
Q = h · A · · T
Q là nhiệt lượng tỏa ra bởi tản nhiệt; h là tổng độ dẫn nhiệt của tản nhiệt (W / cm 2 · ° C), nói chung vật liệu nhôm là khoảng 2,12W / cm 2 · ° C, vật liệu đồng khoảng 3,85W / cm 2 · ° C, và vật liệu thép khoảng 0,46W / cm 2 ° C; A là diện tích bề mặt của tản nhiệt (cm 2 ); là hiệu suất tản nhiệt, được xác định chủ yếu bởi hình dạng của tản nhiệt; T là chênh lệch giữa nhiệt độ tối đa của tản nhiệt và nhiệt độ môi trường (° C).
Q là nhiệt lượng tỏa ra bởi tản nhiệt; h là tổng độ dẫn nhiệt của tản nhiệt (W / cm 2 · ° C), nói chung vật liệu nhôm là khoảng 2,12W / cm 2 · ° C, vật liệu đồng khoảng 3,85W / cm 2 · ° C, và vật liệu thép khoảng 0,46W / cm 2 ° C; A là diện tích bề mặt của tản nhiệt (cm 2 ); là hiệu suất tản nhiệt, được xác định chủ yếu bởi hình dạng của tản nhiệt; T là chênh lệch giữa nhiệt độ tối đa của tản nhiệt và nhiệt độ môi trường (° C).
Do đó, có thể thu được từ công thức trên rằng diện tích bề mặt của tản nhiệt càng lớn thì chênh lệch nhiệt độ môi trường càng lớn và hiệu suất tản nhiệt càng tốt.
Chuyển đổi đơn vị chung
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 · Một
1HP = 0.75kW
1kW · h = 10 3 W · h = 10 3 V · A · h = 10 6 V · mA · h = 3,6 · 10 6 J
1cm = 10 mm = 0,39in
1cm 2 = 0,16sq ở
° F = 1,8 ° C + 32
K = ° C + 273,15
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 · Một
1HP = 0.75kW
1kW · h = 10 3 W · h = 10 3 V · A · h = 10 6 V · mA · h = 3,6 · 10 6 J
1cm = 10 mm = 0,39in
1cm 2 = 0,16sq ở
° F = 1,8 ° C + 32
K = ° C + 273,15
