전기 계산

§1. 전력 계산 공식

● 단상 부하

P=U·I·cosφ
U는 전압 (일반적으로 220VAC)이고 I는 전류입니다.

● 삼상 부하

P=√3·U_L·I_L·cosφ=3·U_P·I_P·cosφ
U_L은 라인 전압 (일반적으로 380VAC)입니다, I_L은 라인 전류, U_P는 위상 전압 (일반적으로 220VAC), I_P는 위상 전류입니다.

● 역률 (cos φ)

부하 유형이 저항 부하 (예 : 전기 히터) 인 경우 cos φ = 1; 부하 유형이 유도 부하 (예 : 전기 모터) 인 경우 0<cos φ <1입니다. 예를 들어 전기 모터를 예로 들어 보면 전기 모터가 완전히로드되면 활성 전류가 가장 크고 무효 전류가 가장 작으며 역률이 약 0.85입니다. 부하가 가볍거나 무부하이면 활성 전류가 작고 무효 전류가 크고 역률이 0.4에서 0.7 사이입니다. 따라서 일반적으로 0.78 또는 0.8의 역률을 사용합니다. 부하 유형이 용량 성 부하 (예 : 전력 보상기) 인 경우 cos φ <0.

● 피크 값, 유효 값, 평균값

AC 전압은 사인파이며 전압 값은 주기적으로 0에서 최대 값 (U_MAX)까지 변경되므로 피크 값 (U_PK)은 최대 값과 같습니다. AC 유효 값은 전류의 열 효과에 의해 지정됩니다. 즉, AC 전류와 DC 전류가 각각 동일한 저항 값을 가진 저항을 통과하도록합니다. 동일한 시간에 동일한 열을 생성하면이 AC 전류의 유효 값은이 DC 전류의 값과 같습니다. 정현파 AC 전압의 유효 값은 제곱 평균 제곱근 값 (U_RMS 또는 U)과 같으므로 일반적으로 U_RMS는 AC 전압의 유효 값을 나타내는 데 사용됩니다. 일반적으로 감지 장비 (예 : 멀티 미터)를 통해 감지하는 AC 전압 값은 유효 전압 값이며 전기 장비에 표시된 AC 전압 값도 유효 값 (예 : 220VAC, 380VAC)입니다. 평균 AC 전압 (U_AV)은 일정 기간 동안의 평균 전압 값입니다. 평균 AC 전압은 한 사이클의 전압을 2π로 나눈 값 (한 사이클의 시간)과 같습니다. 이론적으로 AC 전압의 전파 정류 후 얻은 DC 전압 값은 AC 전압의 평균 값과 같습니다.

U_PK=√2·U_RMS=1.414·U_RMS
U_AV=2/π·U_PK=0.637·U_PK

마찬가지로 옴의 법칙에 따라 AC 전류의 피크 값 (IPK 또는 IMAX), 유효 값 (IRMS) 및 평균 값 (IAV)을 얻을 수 있습니다.

I_PK=√2·I_RMS=1.414·I_RMS
I_AV=2/π·I_PK=0.637·I_PK

DC 전류 또는 DC 전압의 값이 일정하기 때문에 최대 값, 유효 값 및 평균값이 없습니다.

§2. 경감 계수 계산 공식

솔리드 스테이트 릴레이 / 솔리드 스테이트 모듈의 성능은 작업 환경 및 부하 유형의 영향을 받기 때문에 솔리드 스테이트 릴레이 / 솔리드 스테이트 모듈의 정격 전류 값을 선택할 때 경감 계수 (또는 전류 다중 계수)를 고려해야합니다.

I_R=I_L/α
I_R은 솔리드 스테이트 릴레이 / 솔리드 스테이트 모듈의 정격 전류 값입니다.
I_L은 DC 부하 전류 값 또는 AC 부하 전류 유효 값 (rms 값)입니다.
α는 경감 계수입니다.

솔리드 스테이트 릴레이 / 솔리드 스테이트 모듈의 작업 환경 (환기, 온도, 서비스 시간 등)에 따라 경감 계수는 보호됨, 정상 및 심각의 세 가지 수준으로 나눌 수 있습니다.
저항 부하 (예 : 전기 히터, 백열등 등)의 경우 α = 0.5 (보호됨), α = 0.5 (정상), α = 0.3 (심각함),
유도 성 부하 (모터, 변압기 등)의 경우 α = 0.2 (보호됨), α = 0.16 (정상), α = 0.14 (심각함),
용량 성 부하 (예 : 전력 보상기 등)의 경우 α = 0.2 (보호됨), α = 0.16 (정상), α = 0.14 (심각함).

현재 다중 계수는 경감 계수의 역입니다.

I_R=I_L·β
I_R은 솔리드 스테이트 릴레이 / 솔리드 스테이트 모듈의 정격 전류 값입니다.
I_L은 DC 부하 전류 값 또는 AC 부하 전류 유효 값 (rms 값)입니다.
β는 현재 다중 요소입니다.

저항 부하 (예 : 전기 히터, 백열등 등)의 경우 β = 2 (보호됨), β = 2 (일반), β = 3 (심각함),
유도 부하 (모터, 변압기 등)의 경우 β = 5 (보호됨), β = 6 (정상), β = 7 (심각함),
용량 성 부하 (예 : 전력 보상기 등)의 경우 β = 5 (보호됨), β = 6 (정상), β = 7 (심각함).

예를 들어 220VAC, 10A 저항성 부하를 전환하기 위해 DC-AC 패널 솔리드 스테이트 릴레이가 필요하고이 솔리드 스테이트 릴레이가 열악한 환기 환경에서 중단없이 작동해야하는 경우 경감 계수 β = 3 (심각)에 따라, MGR-1D4830 (DC-AC, 부하 : 480VAC, 30A)을 선택해야합니다.

§3. 배리스터 계산 공식

부하 피크 전압이 높으면 배리스터 (MOV, ZNR 등)를 솔리드 스테이트 릴레이 / 솔리드 스테이트 모듈의 출력 단자에 병렬로 연결하십시오.

배리스터의 내전압 공식은 다음과 같습니다: V_imA=V_1mA=(a·v)/(b·c)
V_imA는 전류가 XmA 일 때 배리스터 전압입니다. 전류 값은 일반적으로 1mA로 설정되기 때문에 V_1mA로도 표현할 수 있습니다. a는 전압 변동 계수, 일반적으로 1.2입니다. b는 배리스터 오류 값, 일반적으로 0.85입니다. c는 구성 요소의 노화 계수이며 일반적으로 0.9입니다. v는 DC 작동 전압 또는 AC rms 전압입니다.
따라서 위의 공식은 다음과 같이 단순화 할 수 있습니다:
DC 회로의 경우, V_imA≈1.6·v
AC 회로의 경우, V_imA≈1.6·V_p=1.6·√2·V_AC
V_p는 피크 전압이고, V_AC는 유효 값입니다.
일반적으로 배리스터 전압은 부하 전압의 1.6 배이지만 부하가 유도 성 부하 인 경우 안전을 위해 배리스터 전압은 부하 전압의 1.6-1.9 배 여야합니다.

배리스터의 에너지 흡수 공식은 다음과 같습니다: W=K·I·U·T
W는 배리스터에 의해 흡수 된 에너지이고 단위는 줄 (J)입니다. 나는 배리스터를 통해 흐르는 피크 전류이고 단위는 암페어 (A)입니다. U는 피크 전류에 의해 생성 된 배리스터 양단의 피크 전압이고 단위는 Volt (V)입니다. T는 피크 전류의 지속 시간이고 단위는 초(s)입니다. K는 파형 계수입니다 (T = 2ms이면 K=1, T=8/20us이면 K=1.4, T=10/100us이면 K≈1.4).

§4. 정류기 회로 계산 공식

● 단상 반파 정류 회로

U₀=0.45·U₂
I₀=0.45·U₂/R_L
I_V=I₀
U_RM=√2·U₂

● 단상 전파 정류 회로

U₀=0.9·U₂
I₀=0.9·U₂/R_L
I_V=1/2·I₀
U_RM=2·√2·U₂

● 단상 브리지 정류 회로

U₀=0.9·U₂
I₀=0.9·U₂/R_L
I_V=1/2·I₀
U_RM=√2·U₂

● 단상 반파 정류 필터 회로

U₀=U₂
I₀=U₂/R_L
I_v=1/2·I₀
U_RM=2·√2·U₂
C≥(3~5)·T/R_L
T=1/f, f=50Hz이면 T=1/50=20ms

● 단상 전파 정류 필터 회로

U₀=1.2·U₂
I₀=1.2·U₂/R_L
I_v=1/2·I₀
U_RM=√2·U₂
C≥(3~5)·T/2R_L
T=1/f, f=50Hz이면 T=1/50=20ms

● 단상 브리지 정류 필터 회로

U₀=1.2·U₂
I₀=1.2·U₂/R_L
I_v=1/2·I₀
U_RM=√2·U₂
C≥(3~5)·T/2R_L
T=1/f, f=50Hz이면 T=1/50=20ms

V_RSM=V_RRM+200V
V_RSM (비 반복 피크 역 전압)은 장치의 역방향에 적용될 수있는 역 전압의 최대 허용 서지 값입니다. V_RRM (반복 피크 역 전압)은 장치의 역방향에 반복적으로 적용될 수있는 역 전압의 최대 허용 값입니다.

V_DSM =V_DRM +200V
V_DSM (비 반복적 피크 오프 상태 전압)은 장치의 순방향에 적용될 수있는 오프 상태 전압의 최대 허용 서지 값입니다. V_DRM (반복적 인 피크 오프 상태 전압)은 디바이스의 순방향 방향에 반복적으로 적용될 수있는 오프 상태 전압의 최대 허용 값입니다.

I_t²=I_TSM²·t_w/2
t_w 는 반 사인주기입니다. I_TSM 그것은 한 사이클에서 최대 비 반복 온 상태 서지 전류입니다. 주파수가 50Hz이면 I_t²=0.005 I_TSM² (Amps²·sec)

§5. 열 생성 계산 공식

솔리드 스테이트 릴레이가 작동 중일 때 출력 회로의 전압 강하가 1 ~ 2V입니다. 솔리드 스테이트 모듈 (또는 전원 모듈)이 작동 중일 때 출력 회로의 전압 강하가 2 ~ 4V입니다. 그리고 그들이 소비하는 전기 에너지는 열로 전달되며이 열은 작동 전류와 만 관련이 있습니다. 솔리드 스테이트 릴레이의 발열량은 1.5W/A (암페어 당)이고 솔리드 스테이트 모듈의 발열량은 3.0W/A (암페어 당)입니다. 3 상 회로에서 발생하는 열은 각상에서 발생하는 열의 합계입니다.

단상 또는 DC 솔리드 스테이트 릴레이 : P=1.5·I
단상 또는 DC 솔리드 스테이트 모듈 : P=3.0·I
P는 솔리드 스테이트 릴레이 / 솔리드 스테이트 모듈에서 생성 된 열이며 단위는 W입니다. I는 실제 부하 전류이고 단위는 A입니다.

일반적으로 부하 전류가 10A이면 방열판을 장착해야합니다. 부하 전류가 40A 이상이면 공냉식 또는 수냉식 방열판을 장착해야합니다.

§6. 방열 계산 공식

방열판의 방열 성능은 재질, 모양, 온도 차이 등과 관련이 있습니다.

Q=h·A·η·ΔT
Q는 방열판에서 발산하는 열입니다. h는 방열판의 총 열전도율입니다 (W/cm²·°C), 일반적으로 알루미늄 소재는 약 2.12W / cm²·°C, 구리 소재는 약 3.85W/cm²·°C, 강철 재료는 약 0.46W/cm² ° C입니다. A는 방열판의 표면적입니다 (cm²). η는 주로 방열판의 모양에 의해 결정되는 방열판 효율입니다. ΔT는 방열판의 최대 온도와 주변 온도 (°C) 간의 차이입니다.

따라서, 상기 식으로부터 방열판의 표면적이 클수록 주위 온도와의 차이가 커지고 방열 성능이 좋아지는 것을 알 수있다.

§7. 공통 단위 변환

1MΩ=10³kΩ=10⁶Ω=10⁹mΩ
1F=10³mF=10⁶μF=10⁹nF=10¹²pF
1H=10³mH=10⁶μH
1MV=10³kV=10⁶V=10⁹mV=10¹²μH
1kA=10³A=10⁶mA=10⁹μA
1W=10³mW=1J/s=1V·A
1HP=0.75kW
1kW·h=10³W·h=10³V·A·h=10⁶ V·mA·h=3.6·10⁶J
1cm=10mm=0.39in
1cm²=0.16sq in
°F=1.8°C+32
K=°C+273.15

상기 내용은 2020 년 3 월 10 일에 업데이트되었습니다.
콘텐츠 정렬 및 업로드 과정에서 오류 및 누락이있을 수 있으므로 위의 내용은 모두 참고 용입니다. 문제를 발견하면 고맙게 생각합니다.