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.

● 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.

● 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

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

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.

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).

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.

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).

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.

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.

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

● 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

● 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

● 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

● 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

● 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

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 _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.

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)

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.

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).

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

HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG AN TOÀN

AN TOÀN LÀ TRÊN HẾT!

Không có gì quan trọng hơn việc bảo vệ sự an toàn của chính bạn.

Hãy tuân thủ nghiêm ngặt các quy tắc hoạt động an toàn và hướng dẫn vận hành. Nếu bạn không thể giữ an toàn cho bản thân, hãy ngừng hoạt động và rời đi ngay lập tức. Nếu bạn gặp phải một vấn đề không chắc chắn hoặc không thể giải quyết, vui lòng tham khảo ý kiến ​​nhân viên kỹ thuật có liên quan kịp thời, vui lòng không chấp nhận rủi ro. Trước khi sử dụng, kiểm tra, bảo trì các thiết bị điện, bạn cần biết những điều sau:

§1. Những nguy hiểm của điện là gì?

Điện làm cho cuộc sống của chúng ta thuận tiện hơn, nhưng đồng thời nó cũng có thể gây ra thiệt hại lớn cho cơ thể dễ bị tổn thương của chúng ta vì năng lượng khổng lồ của nó. Các tổn thương điện đối với cơ thể con người có thể được chia thành: Sốc điện (như ngứa ran, cảm giác nóng rát, co thắt, tê liệt, hôn mê, rung tâm thất hoặc ngừng thở, khó thở hoặc ngừng thở); Chấn thương điện (như bỏng điện, kim loại hóa da). Khi dòng điện đi qua tim, nó có thể gây ra rối loạn chức năng tim, phá hủy nhịp co bóp ban đầu và nhịp giãn nở, suy tim và chấm dứt lưu thông máu, gây tử vong do thiếu oxy trong não. Khi dòng điện đi qua hệ thống thần kinh trung ương (não và tủy sống), nó có thể gây ngừng thở và tê liệt. Hiệu ứng nhiệt của dòng điện có thể gây bỏng điện. Tác động hóa học của dòng điện có thể gây bỏng điện và kim loại hóa da. Hiệu ứng điện từ của dòng điện cũng sẽ tạo ra bức xạ. Các thương tích trên có thể gây ra thiệt hại thứ cấp.

Theo các phản ứng khác nhau của cơ thể người sau khi tiếp xúc với dòng điện, dòng điện có thể được chia thành bốn cấp độ sau:
1. Dòng cảm nhận: Giá trị hiện tại tối thiểu có thể cảm nhận được bởi cơ thể con người nhưng không gây ra phản ứng sinh lý có hại, đó là 1mA (AC, 50 ~ 60Hz) hoặc 5mA (DC) cho người lớn.
2. Dòng phản ứng: Giá trị hiện tại tối thiểu có thể khiến cơ bắp co thắt một cách vô thức, đó là 5mA (AC, 50 ~ 60Hz) hoặc 25mA (DC) cho người lớn.
3. Dòng điện an toàn: Giá trị hiện tại tối đa mà cơ thể con người có thể tự do thoát khỏi nguồn điện mà không bị tổn thương bệnh lý sau khi bị điện giật, là 10 mA (AC, 50 ~ 60Hz) hoặc 50mA (DC) cho người lớn.
4. Dòng gây tử vong: Giá trị hiện tại tối thiểu có thể gây rung tâm thất và đe dọa tính mạng, thường là 50 mA (AC, 50 ~ 60Hz), 80mA (DC) cho người lớn.

Điện trở của da người là 1000 ~ 3000Ω (bình thường) và 800 ~ 1000Ω (khi lớp ngoài sừng ngoài da bị phá hủy), do đó điện áp an toàn có thể được tính theo định luật Ohm (I = U / R). Vì sức đề kháng của da bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố (như quần áo, mồ hôi, bụi dẫn điện trong không khí), nên việc chọn điện áp an toàn là hợp lý hơn thay vì dòng điện an toàn. Trong môi trường khô, điện áp an toàn là 24VAC (50 ~ 60Hz) hoặc 120VDC; trong môi trường ẩm ướt, điện áp an toàn là 12VAC (50 ~ 60Hz) hoặc 40VDC.

§2. Làm thế nào để tránh nguy hiểm về điện?

1. Cách điện

Vật tích điện (hoặc thân tích điện) phải được bao bọc bởi vật liệu cách điện không dẫn điện. Giữ cách điện của đường dây phân phối và thiết bị điện là điều kiện tiên quyết cơ bản nhất để đảm bảo an toàn cá nhân và hoạt động bình thường của thiết bị điện. Hiệu suất của cách điện có thể được đo bằng điện trở cách điện và độ bền điện môi của nó.

2. Khoảng cách an toàn

Các vật thể tích điện phải được giữ ở một khoảng cách nhất định so với mặt đất, cơ thể người, các vật tích điện khác và các phương tiện hoặc thiết bị khác. Bên ngoài khoảng cách an toàn như vậy, không có nguy hiểm khi cơ thể người hoặc vật thể ở gần cơ thể tích điện, như khoảng cách an toàn cho thiết bị phân phối điện, khoảng cách an toàn bảo trì và khoảng cách an toàn vận hành.

3. Khả năng mang theo an toàn hiện tại

Khả năng mang dòng an toàn là lượng dòng tối đa được phép liên tục đi qua thiết bị. Nếu dòng điện vượt quá khả năng mang dòng an toàn của thiết bị, nhiệt do thiết bị tạo ra sẽ vượt quá giá trị cho phép của nó, điều này sẽ làm hỏng lớp cách điện và thậm chí gây rò rỉ điện và cháy. Do đó, trước khi chọn một thiết bị, bạn cần biết khả năng mang dòng an toàn của nó.

4. Đánh dấu

Việc đánh dấu rõ ràng, chính xác và thống nhất là một điều kiện tiên quyết quan trọng khác để đảm bảo an toàn cho điện. Ví dụ, khu vực nguy hiểm phải được đánh dấu bằng dấu cảnh báo, thiết bị có cấu trúc khác nhau và các thông số khác nhau có thể được xác định bằng cách đánh dấu số kiểu, các dây có tính chất khác nhau và các mục đích khác nhau có thể được xác định bằng cách đánh dấu màu (Ví dụ: Pha Dây màu vàng, dây pha B màu xanh lá cây, dây pha C màu đỏ, dây nối đất tiếp xúc màu đen, vòng AC của mạch hệ thống thứ cấp có màu vàng, nguồn điện âm có màu xanh và mạch tín hiệu và cảnh báo có màu trắng).

§3. Cách vận hành an toàn

1. Thiết bị bảo vệ

Trước khi vận hành thiết bị điện, vui lòng đảm bảo rằng bạn đã đeo găng tay cách điện bằng cao su, giày cách điện, quần áo chống tĩnh điện, kính an toàn và các thiết bị bảo vệ khác. Và bạn cũng cần xác nhận rằng có các phương tiện chữa cháy hoặc các phương tiện an toàn khác trong phạm vi được chỉ định.

2. Công cụ điều hành

Bạn cần kiểm tra xem dụng cụ bạn đang sử dụng có khả năng cách điện hay không, nếu vật liệu cách nhiệt bị già và rơi, cần thay thế ngay. Nếu có nguy cơ nổ và cháy, hãy sử dụng công cụ chống cháy nổ.

3. Phòng ngừa vận hành

● Xin vui lòng không hoạt động với sức mạnh.
● Hãy đảm bảo môi trường làm việc khô ráo, nhiệt độ phù hợp và điều kiện thông gió tốt.
● Vui lòng đảm bảo bàn làm việc sạch sẽ và không có bụi, mảnh vụn kim loại, v.v ...
● Vui lòng đảm bảo rằng dây được kết nối chính xác theo dấu. Đối với thiết bị DC, vui lòng không đảo ngược cực dương và cực âm.
● Hãy đảm bảo rằng tất cả các thiết bị điện và điện tử đang hoạt động trong giá trị định mức của nó.
● Hãy đảm bảo tất cả các thiết bị được nối đất an toàn.
● Nếu có điện dung lớn hoặc độ tự cảm lớn trong thiết bị, bạn không thể chạm trực tiếp vào thiết bị ngay cả sau khi tắt nguồn, vì nó sẽ tạo ra điện áp cao vài nghìn volt ngay lập tức. Bạn nên chờ xả tự nhiên hoặc xả lực bằng thiết bị phụ trợ trong điều kiện an toàn.
● Trước khi sử dụng thiết bị điều chỉnh điện áp, đảm bảo bộ điều chỉnh ở trạng thái ban đầu (điện áp bằng 0, 0V).
● Khi sử dụng thiết bị điện hoặc điện tử, một khi bạn ngửi thấy mùi khét, nghe thấy âm thanh bất thường, thấy các điều kiện bất thường như nhấp nháy màn hình hoặc đèn báo, vui lòng tắt nguồn ngay lập tức và kiểm tra thiết bị.
● Nếu cần thay thế thiết bị do trục trặc, nên sử dụng thiết bị có cùng kiểu máy hoặc thông số kỹ thuật.
● Vui lòng không nhấn nút dừng ngay sau khi khởi động động cơ điện, vì dòng khởi động của nó gấp 6-7 lần dòng định mức, nếu dừng ngay lập tức, nó sẽ làm cháy thiết bị khác.