Cálculo elétrico
Fazemos uma lista de algumas fórmulas de cálculo comuns que você pode usar ao escolher um relé de estado sólido (SSR) / módulo de estado sólido (SSM) ou projetar um circuito.
Atenção: A HUIMU Industrial (HUIMULTD) não se responsabiliza por erros nos dados nem na operação segura e / ou satisfatória do equipamento projetado a partir dessas informações.
Fórmulas de cálculo de energia elétrica
● Carga monofásica
P = U · I · cos
U é a tensão (geralmente 220VCA), I é a corrente.
U é a tensão (geralmente 220VCA), I é a corrente.
Carga trifásica do ●
P = √3 · L L · I L · cosφ = 3 · L P · I P · cosφ
L G é a tensão da linha (normalmente 380VAC), I L é a linha de corrente, L P representa a tensão de fase (normalmente 220 VAC) , I P é a corrente de fase.
L G é a tensão da linha (normalmente 380VAC), I L é a linha de corrente, L P representa a tensão de fase (normalmente 220 VAC) , I P é a corrente de fase.
● Fator de potência (cos φ)
Se o tipo de carga for resistivo (como aquecedor elétrico), então cos φ = 1; Se o tipo de carga for indutivo (como um motor elétrico), então 0 <cos φ <1. Tome o motor elétrico como exemplo, quando o motor elétrico estiver totalmente carregado, a corrente ativa é a maior, a corrente reativa é a menor e o fator de potência é de cerca de 0,85; quando a carga é leve ou sem carga, a corrente ativa é pequena, a corrente reativa é grande e o fator de potência está entre 0,4 e 0,7. Assim, geralmente tomamos um fator de potência de 0,78 ou 0,8. Se o tipo de carga for carga capacitiva (como compensador de potência), então cos φ <0.
● Valor de pico, valor efetivo, valor médio
A tensão CA é uma onda senoidal e seu valor de tensão muda periodicamente de 0 para o valor máximo (U MAX ); portanto, seu valor de pico (U PK ) é igual ao valor máximo. O valor efetivo CA é especificado pelo efeito térmico da corrente, ou seja, permite que uma corrente CA e uma corrente CC passem por resistores com o mesmo valor de resistência, respectivamente, e se eles gerarem calor igual ao mesmo tempo, então o valor efetivo desta corrente CA é igual ao valor dessa corrente CC. Como o valor efetivo da tensão CA senoidal é igual ao seu valor médio quadrático (U RMS ou U), U RMSé geralmente usado para representar o valor efetivo da tensão CA. Normalmente, o valor da tensão CA que detectamos através de equipamentos de detecção (como multímetros) é o valor efetivo da tensão, e o valor da tensão CA marcado no equipamento elétrico também é o valor efetivo (como 220VAC, 380VAC). A tensão CA média (U AV ) é o valor médio da tensão durante um período. A tensão CA média é igual à integral da tensão em um ciclo dividido por 2π (o tempo em um ciclo). Teoricamente, o valor da tensão CC obtido após a retificação de onda completa da tensão CA é igual ao valor médio da tensão CA.
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
Da mesma forma, de acordo com a lei de Ohm, podemos obter o valor de pico (IPK ou IMAX), o valor efetivo (IRMS) e o valor médio (IAV) da corrente CA.
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
Como o valor da corrente ou tensão DC é constante, eles não têm valor máximo, valor efetivo e valor médio.
Fórmulas de cálculo de fator de redução
Como o desempenho do módulo de relé / estado sólido de estado sólido é afetado pelo ambiente de trabalho e pelo tipo de carga, o fator de redução (ou fator múltiplo de corrente) deve ser considerado ao selecionar o valor da corrente nominal do módulo de relé / estado sólido de estado sólido .
I R = I L / α
I R é o valor da corrente nominal do módulo de relé de estado sólido / estado sólido;
I L é o valor atual da carga CC ou o valor efetivo da corrente de carga CA (valor eficaz);
α é o fator de redução.
I R é o valor da corrente nominal do módulo de relé de estado sólido / estado sólido;
I L é o valor atual da carga CC ou o valor efetivo da corrente de carga CA (valor eficaz);
α é o fator de redução.
De acordo com o ambiente de trabalho do módulo de relé / estado sólido (ventilação, temperatura, tempo de serviço etc.), o fator de redução pode ser dividido em três níveis: Protegido, Normal e Grave.
Para cargas resistivas (como aquecedor elétrico, lâmpada incandescente, etc.), α = 0,5 (Protegido), α = 0,5 (Normal), α = 0,3 (Grave);
Para cargas indutivas (como motor, transformador, etc.), α = 0,2 (Protegido), α = 0,16 (Normal), α = 0,14 (Grave);
Para cargas capacitivas (como compensador de potência, etc.), α = 0,2 (Protegido), α = 0,16 (Normal), α = 0,14 (Grave).
Para cargas resistivas (como aquecedor elétrico, lâmpada incandescente, etc.), α = 0,5 (Protegido), α = 0,5 (Normal), α = 0,3 (Grave);
Para cargas indutivas (como motor, transformador, etc.), α = 0,2 (Protegido), α = 0,16 (Normal), α = 0,14 (Grave);
Para cargas capacitivas (como compensador de potência, etc.), α = 0,2 (Protegido), α = 0,16 (Normal), α = 0,14 (Grave).
O fator múltiplo atual é o inverso do fator de redução.
I R = I L · β
I R é o valor da corrente nominal do módulo de relé de estado sólido / estado sólido;
I L é o valor atual da carga CC ou o valor efetivo da corrente de carga CA (valor eficaz);
β é o fator múltiplo atual.
I R é o valor da corrente nominal do módulo de relé de estado sólido / estado sólido;
I L é o valor atual da carga CC ou o valor efetivo da corrente de carga CA (valor eficaz);
β é o fator múltiplo atual.
Para cargas resistivas (como aquecedor elétrico, lâmpada incandescente, etc.), β = 2 (Protegido), β = 2 (Normal), β = 3 (Grave);
Para cargas indutivas (como motor, transformador, etc.), β = 5 (Protegido), β = 6 (Normal), β = 7 (Grave);
Para cargas capacitivas (como compensador de potência, etc.), β = 5 (Protegido), β = 6 (Normal), β = 7 (Grave).
Para cargas indutivas (como motor, transformador, etc.), β = 5 (Protegido), β = 6 (Normal), β = 7 (Grave);
Para cargas capacitivas (como compensador de potência, etc.), β = 5 (Protegido), β = 6 (Normal), β = 7 (Grave).
Por exemplo, se você precisar de um relé de estado sólido do painel CC para CA para alternar uma carga resistiva de 220VCA e 10A e exigir que esse relé de estado sólido funcione ininterruptamente em um ambiente de ventilação ruim, de acordo com o fator de redução β = 3 (Grave), você deve escolher MGR-1D4830 (CC para CA, carga: 480VAC, 30A).
Fórmulas de cálculo de varistor
Se a tensão de pico de carga for alta, certifique-se de conectar o varistor (como MOV, ZNR) em paralelo ao terminal de saída do relé de estado sólido / módulo de estado sólido.
V imA = V 1mA = (a · v) / (b · c)
V imA é a tensão do varistor quando a corrente é XmA. Como o valor atual é geralmente definido em 1mA, ele também pode ser expresso como V 1mA ; a é o coeficiente de flutuação de tensão, geralmente 1,2; b é o valor do erro do varistor, geralmente 0,85; c é o coeficiente de envelhecimento do componente, geralmente 0,9; v é a tensão de operação CC ou a tensão CA rms.
V imA é a tensão do varistor quando a corrente é XmA. Como o valor atual é geralmente definido em 1mA, ele também pode ser expresso como V 1mA ; a é o coeficiente de flutuação de tensão, geralmente 1,2; b é o valor do erro do varistor, geralmente 0,85; c é o coeficiente de envelhecimento do componente, geralmente 0,9; v é a tensão de operação CC ou a tensão CA rms.
Portanto, a fórmula acima pode ser simplificada como:
Para o circuito CC DC V imA ≈1.6 · v
Para o circuito CA ，V imA ≈1.6 · V p = 1.6 · √2 · V CA
V p é a tensão de pico, V CA é a valor efetivo.
Para o circuito CC DC V imA ≈1.6 · v
Para o circuito CA ，V imA ≈1.6 · V p = 1.6 · √2 · V CA
V p é a tensão de pico, V CA é a valor efetivo.
Geralmente, a tensão do varistor é 1,6 vezes a tensão da carga, mas quando a carga é uma carga indutiva, a tensão do varistor deve ser 1,6-1,9 vezes a tensão da carga para garantir a segurança.
Fórmulas de cálculo do circuito retificador
● Circuito de retificação de meia onda monofásica
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
Circuito de retificação de onda completa monofásica
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
● Circuito de retificação de ponte monofásica
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
● Circuito de filtro de retificação de meia onda monofásica
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, então 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, se f = 50Hz, então T = 1/50 = 20ms
● Circuito de filtro de retificação de onda completa monofásica
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 / 2 R L
T = 1 / f, se f = 50Hz, então 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 / 2 R L
T = 1 / f, se f = 50Hz, então T = 1/50 = 20ms
● Circuito de filtro de retificação de ponte monofásica
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 / 2 R L
T = 1 / f, se f = 50Hz, então 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 / 2 R L
T = 1 / f, se f = 50Hz, então T = 1/50 = 20ms
V RSM = V RRM + 200V
V RSM (tensão reversa de pico não repetitiva), é o valor máximo de pico permitido da tensão reversa que pode ser aplicado na direção reversa do dispositivo; V RRM (Tensão reversa de pico repetitivo), é o valor máximo permitido da tensão reversa que pode ser aplicada repetidamente na direção reversa do dispositivo.
V RSM (tensão reversa de pico não repetitiva), é o valor máximo de pico permitido da tensão reversa que pode ser aplicado na direção reversa do dispositivo; V RRM (Tensão reversa de pico repetitivo), é o valor máximo permitido da tensão reversa que pode ser aplicada repetidamente na direção reversa do dispositivo.
V DSM = V DRM + 200V
V DSM (Tensão no estado de pico não repetitivo), é o valor máximo de surto permitido da tensão no estado que pode ser aplicado na direção direta do dispositivo; V DRM (Tensão Repetitiva de Pico Fora do Estado), é o valor máximo permitido da tensão fora do estado que pode ser aplicada repetidamente na direção direta do dispositivo.
V DSM (Tensão no estado de pico não repetitivo), é o valor máximo de surto permitido da tensão no estado que pode ser aplicado na direção direta do dispositivo; V DRM (Tensão Repetitiva de Pico Fora do Estado), é o valor máximo permitido da tensão fora do estado que pode ser aplicada repetidamente na direção direta do dispositivo.
I t 2 = I TSM 2 · t w / 2
t w é o período de meio seno; I TSM é a corrente máxima de pico não repetitiva no estado em um ciclo; se a frequência for 50Hz, I t 2 = 0,005 I TSM 2 (Amperes 2 · seg)
t w é o período de meio seno; I TSM é a corrente máxima de pico não repetitiva no estado em um ciclo; se a frequência for 50Hz, I t 2 = 0,005 I TSM 2 (Amperes 2 · seg)
Fórmulas de cálculo para geração de calor
Quando os relés de estado sólido estão funcionando, o circuito de saída tem uma queda de tensão de 1 ~ 2V. Quando os módulos de estado sólido (ou módulos de energia) estão funcionando, o circuito de saída apresenta uma queda de tensão de 2 ~ 4V. E a energia elétrica que eles consomem é transmitida como calor, e esse calor está relacionado apenas à sua corrente operacional. O relé de estado sólido possui um valor calorífico de 1,5 watts por ampere (1,5 W / A) e o módulo de estado sólido possui um valor calorífico de 3,0 watts por ampere (3,0 W / A). O calor gerado pelo circuito trifásico é a soma do calor gerado por cada fase.
Relé de estado sólido monofásico ou CC: P = 1,5 · I
Módulo de estado sólido monofásico ou CC: P = 3,0 · I
P é o calor gerado pelo relé de estado sólido / módulo de estado sólido, e a unidade é W; I é a corrente de carga real e a unidade é A.
Módulo de estado sólido monofásico ou CC: P = 3,0 · I
P é o calor gerado pelo relé de estado sólido / módulo de estado sólido, e a unidade é W; I é a corrente de carga real e a unidade é A.
Normalmente, se a corrente de carga for 10A, um dissipador de calor deve ser equipado. Se a corrente de carga for 40A ou superior, um dissipador de calor resfriado a ar ou a água deve ser equipado.
Fórmulas de cálculo de dissipação de calor
O desempenho da dissipação de calor do dissipador de calor está relacionado ao seu material, forma, diferença de temperatura e etc.
Q = h · A · η · ΔT
Q é o calor dissipado pelo dissipador de calor; h é a condutividade térmica total do dissipador de calor (W / cm 2 · ° C), de material geralmente de alumínio é de cerca de 2.12W / cm 2 · ° C, o material de cobre é de cerca de 3.85W / cm 2 · ° C, e o o material de aço é de cerca de 0,46 W / cm 2 ° C; A é a área da superfície do dissipador de calor (cm 2 ); η é a eficiência do dissipador de calor, que é determinada principalmente pela forma do dissipador de calor; ΔT é a diferença entre a temperatura máxima do dissipador de calor e a temperatura ambiente (° C).
Q é o calor dissipado pelo dissipador de calor; h é a condutividade térmica total do dissipador de calor (W / cm 2 · ° C), de material geralmente de alumínio é de cerca de 2.12W / cm 2 · ° C, o material de cobre é de cerca de 3.85W / cm 2 · ° C, e o o material de aço é de cerca de 0,46 W / cm 2 ° C; A é a área da superfície do dissipador de calor (cm 2 ); η é a eficiência do dissipador de calor, que é determinada principalmente pela forma do dissipador de calor; ΔT é a diferença entre a temperatura máxima do dissipador de calor e a temperatura ambiente (° C).
Portanto, pode-se obter da fórmula acima que quanto maior a área da superfície do dissipador de calor, maior a diferença em relação à temperatura ambiente e melhor o desempenho da dissipação de calor.
Conversão de unidade comum
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 pol
1cm 2 = 0,16sq in
° 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 · 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 pol
1cm 2 = 0,16sq in
° F = 1,8 ° C + 32
K = ° C + 273,15
