Calcul électrique
Nous dressons une liste de quelques formules de calcul courantes que vous pourriez utiliser lors du choix d'un relais à semi-conducteurs (SSR) / module à semi-conducteurs (SSM) ou de la conception d'un circuit.
Attention: HUIMU Industrial (HUIMULTD) n'assume aucune responsabilité pour les erreurs de données ni pour le fonctionnement sûr et / ou satisfaisant des équipements conçus à partir de ces informations.
Formules de calcul de l'énergie électrique
● Charge monophasée
P = U · I · cosφ
U est la tension (généralement 220VAC), I est le courant.
U est la tension (généralement 220VAC), I est le courant.
● Charge triphasée
P = √3 · U L · I L · cosφ = 3 · U P · I P · cosφ
U L est la tension de ligne (normalement 380VAC), I L est le courant de ligne, U P est la tension de phase (normalement 220VAC) , I P est le courant de phase.
U L est la tension de ligne (normalement 380VAC), I L est le courant de ligne, U P est la tension de phase (normalement 220VAC) , I P est le courant de phase.
● Facteur de puissance (cos φ)
Si le type de charge est une charge résistive (comme un radiateur électrique), alors cos φ = 1; Si le type de charge est une charge inductive (comme un moteur électrique), alors 0 <cos φ <1. Prenons l'exemple du moteur électrique, lorsque le moteur électrique est complètement chargé, le courant actif est le plus grand, le courant réactif est le plus petit et le facteur de puissance est d'environ 0,85; lorsque la charge est légère ou sans charge, le courant actif est faible, le courant réactif est important et le facteur de puissance est compris entre 0,4 et 0,7. Ainsi, nous prenons généralement un facteur de puissance de 0,78 ou 0,8. Si le type de charge est une charge capacitive (comme un compensateur de puissance), alors cos φ <0.
● Valeur de crête, valeur effective, valeur moyenne
La tension alternative est une onde sinusoïdale et sa valeur de tension passe périodiquement de 0 à la valeur maximale (U MAX ), de sorte que sa valeur de crête (U PK ) est égale à la valeur maximale. La valeur efficace CA est spécifiée par l'effet thermique du courant, c'est-à-dire laisser passer un courant CA et un courant CC à travers des résistances avec la même valeur de résistance respectivement, et s'ils génèrent une chaleur égale en même temps, alors la valeur efficace de ce courant alternatif est égal à la valeur de ce courant continu. Puisque la valeur efficace de la tension alternative sinusoïdale est égale à sa valeur quadratique moyenne racine (U RMS ou U), U RMSest généralement utilisé pour représenter la valeur efficace de la tension alternative. Normalement, la valeur de tension alternative que nous détectons via un équipement de détection (tel que des multimètres) est la valeur de tension effective, et la valeur de tension alternative indiquée sur l'équipement électrique est également la valeur efficace (telle que 220VAC, 380VAC). La tension alternative moyenne (U AV ) est la valeur moyenne de la tension sur une période. La tension alternative moyenne est égale à l'intégrale de la tension dans un cycle divisée par 2π (le temps dans un cycle). Théoriquement, la valeur de tension continue obtenue après rectification pleine onde de la tension alternative est égale à la valeur moyenne de la tension alternative.
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
De même, selon la loi d'Ohm, nous pouvons obtenir la valeur de crête (IPK ou IMAX), la valeur efficace (IRMS) et la valeur moyenne (IAV) du courant alternatif.
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
Étant donné que la valeur du courant CC ou de la tension CC est constante, ils n'ont pas de valeur maximale, de valeur effective et de valeur moyenne.
Formules de calcul du facteur de déclassement
Étant donné que les performances du relais à semi-conducteurs / module à semi-conducteurs sont affectées par l'environnement de travail et le type de charge, le facteur de déclassement (ou le facteur multiple de courant) doit être pris en compte lors de la sélection de la valeur de courant nominal du relais à semi-conducteurs / module à semi-conducteurs .
I R = I L / α
I R est la valeur de courant nominal du relais à semi-conducteurs / module à semi-conducteurs;
I L est la valeur du courant de charge CC ou la valeur efficace du courant de charge CA (valeur efficace);
α est le facteur de déclassement.
I R est la valeur de courant nominal du relais à semi-conducteurs / module à semi-conducteurs;
I L est la valeur du courant de charge CC ou la valeur efficace du courant de charge CA (valeur efficace);
α est le facteur de déclassement.
Selon l'environnement de travail du relais à semi-conducteurs / module à semi-conducteurs (ventilation, température, durée de service, etc.), le facteur de déclassement peut être divisé en trois niveaux: protégé, normal et sévère.
Pour les charges résistives (telles que radiateur électrique, lampe à incandescence, etc.), α = 0,5 (protégé), α = 0,5 (normal), α = 0,3 (sévère);
Pour les charges inductives (comme le moteur, le transformateur, etc.), α = 0,2 (protégé), α = 0,16 (normal), α = 0,14 (sévère);
Pour les charges capacitives (comme le compensateur de puissance, etc.), α = 0,2 (Protégé), α = 0,16 (Normal), α = 0,14 (Sévère).
Pour les charges résistives (telles que radiateur électrique, lampe à incandescence, etc.), α = 0,5 (protégé), α = 0,5 (normal), α = 0,3 (sévère);
Pour les charges inductives (comme le moteur, le transformateur, etc.), α = 0,2 (protégé), α = 0,16 (normal), α = 0,14 (sévère);
Pour les charges capacitives (comme le compensateur de puissance, etc.), α = 0,2 (Protégé), α = 0,16 (Normal), α = 0,14 (Sévère).
Le facteur multiple actuel est l'inverse du facteur de déclassement.
I R = I L · β
I R est la valeur de courant nominal du relais à semi-conducteurs / module à semi-conducteurs;
I L est la valeur du courant de charge CC ou la valeur efficace du courant de charge CA (valeur efficace);
β est le facteur multiple actuel.
I R est la valeur de courant nominal du relais à semi-conducteurs / module à semi-conducteurs;
I L est la valeur du courant de charge CC ou la valeur efficace du courant de charge CA (valeur efficace);
β est le facteur multiple actuel.
Pour les charges résistives (telles que radiateur électrique, lampe à incandescence, etc.), β = 2 (protégé), β = 2 (normal), β = 3 (sévère);
Pour les charges inductives (telles que moteur, transformateur, etc.), β = 5 (protégé), β = 6 (normal), β = 7 (sévère);
Pour les charges capacitives (comme le compensateur de puissance, etc.), β = 5 (protégé), β = 6 (normal), β = 7 (sévère).
Pour les charges inductives (telles que moteur, transformateur, etc.), β = 5 (protégé), β = 6 (normal), β = 7 (sévère);
Pour les charges capacitives (comme le compensateur de puissance, etc.), β = 5 (protégé), β = 6 (normal), β = 7 (sévère).
Par exemple, si vous avez besoin d'un relais à semi-conducteurs de panneau CC à CA pour commuter une charge résistive de 220 VCA, 10 A et que ce relais à semi-conducteurs fonctionne sans interruption dans un environnement de ventilation médiocre, alors en fonction du facteur de déclassement β = 3 (sévère), vous devez choisir MGR-1D4830 (DC à AC, charge: 480VAC, 30A).
Formules de calcul des varistances
Si la tension de crête de charge est élevée, assurez-vous de connecter la varistance (telle que MOV, ZNR) en parallèle à la borne de sortie du relais à semi-conducteurs / module à semi-conducteurs.
V imA = V 1mA = (a · v) / (b · c)
V imA est la tension de la varistance lorsque le courant est XmA. Étant donné que la valeur actuelle est généralement définie sur 1 mA, elle peut également être exprimée en V 1 mA ; a est le coefficient de fluctuation de tension, généralement 1,2; b est la valeur d'erreur de varistance, généralement 0,85; c est le coefficient de vieillissement du composant, généralement 0,9; v est la tension de fonctionnement CC ou la tension efficace CA.
V imA est la tension de la varistance lorsque le courant est XmA. Étant donné que la valeur actuelle est généralement définie sur 1 mA, elle peut également être exprimée en V 1 mA ; a est le coefficient de fluctuation de tension, généralement 1,2; b est la valeur d'erreur de varistance, généralement 0,85; c est le coefficient de vieillissement du composant, généralement 0,9; v est la tension de fonctionnement CC ou la tension efficace CA.
Par conséquent, la formule ci-dessus peut être simplifiée comme suit :
pour le circuit DC DC V imA ≈1,6 · v
pour le circuit AC ， V imA ≈1,6 · V p = 1,6 · √2 · V AC
V p est la tension de crête, V AC est la valeur effective.
pour le circuit DC DC V imA ≈1,6 · v
pour le circuit AC ， V imA ≈1,6 · V p = 1,6 · √2 · V AC
V p est la tension de crête, V AC est la valeur effective.
Généralement, la tension de la varistance est 1,6 fois la tension de charge, mais lorsque la charge est une charge inductive, la tension de la varistance doit être 1,6-1,9 fois la tension de charge pour assurer la sécurité.
Formules de calcul du circuit redresseur
● Circuit de redressement monophasé demi-onde
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
● Circuit de redressement monophasé pleine onde
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
● Circuit de redressement de pont monophasé
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
● Circuit de filtre de redressement monophasé demi-onde
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, si f = 50Hz, alors 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, si f = 50Hz, alors T = 1/50 = 20ms
● Circuit de filtre de rectification monophasé pleine onde
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, si f = 50 Hz, alors T = 1/50 = 20 ms
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, si f = 50 Hz, alors T = 1/50 = 20 ms
● Circuit de filtre de redressement de pont monophasé
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, si f = 50 Hz, alors T = 1/50 = 20 ms
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, si f = 50 Hz, alors T = 1/50 = 20 ms
V RSM = V RRM + 200
V V RSM (tension inverse de crête non répétitive), est la valeur de surtension maximale admissible de la tension inverse qui peut être appliquée à la direction inverse de l'appareil; V RRM (Repetitive Peak Reverse Voltage), est la valeur maximale admissible de la tension inverse qui peut être appliquée de manière répétée à la direction inverse de l'appareil.
V V RSM (tension inverse de crête non répétitive), est la valeur de surtension maximale admissible de la tension inverse qui peut être appliquée à la direction inverse de l'appareil; V RRM (Repetitive Peak Reverse Voltage), est la valeur maximale admissible de la tension inverse qui peut être appliquée de manière répétée à la direction inverse de l'appareil.
V DSM = V DRM + 200V
V DSM (tension crête non répétitive à l'état bloqué), est la valeur de surtension maximale admissible de la tension à l'état bloqué qui peut être appliquée à la direction avant de l'appareil; V DRM (Repetitive Peak Off-State Voltage), est la valeur maximale admissible de la tension hors tension qui peut être appliquée à plusieurs reprises dans le sens direct de l'appareil.
V DSM (tension crête non répétitive à l'état bloqué), est la valeur de surtension maximale admissible de la tension à l'état bloqué qui peut être appliquée à la direction avant de l'appareil; V DRM (Repetitive Peak Off-State Voltage), est la valeur maximale admissible de la tension hors tension qui peut être appliquée à plusieurs reprises dans le sens direct de l'appareil.
I t 2 = I TSM 2 · t w / 2
t w est la demi-période sinusoïdale; Je TSM le courant de surtension à l'état passant non répétitif maximum dans un cycle; si la fréquence est de 50 Hz, I t 2 = 0,005 I TSM 2 (Ampères 2 · sec)
t w est la demi-période sinusoïdale; Je TSM le courant de surtension à l'état passant non répétitif maximum dans un cycle; si la fréquence est de 50 Hz, I t 2 = 0,005 I TSM 2 (Ampères 2 · sec)
Formules de calcul de génération de chaleur
Lorsque les relais statiques fonctionnent, le circuit de sortie a une chute de tension de 1 ~ 2V. Lorsque les modules à semi-conducteurs (ou modules de puissance) fonctionnent, le circuit de sortie a une chute de tension de 2 à 4 V. Et l'énergie électrique qu'ils consomment est transmise sous forme de chaleur, et cette chaleur n'est liée qu'à leur courant de fonctionnement. Le relais à semi-conducteurs a une valeur calorifique de 1,5 watts par ampère (1,5 W / A) et le module à semi-conducteurs a une valeur calorifique de 3,0 watts par ampère (3,0 W / A). La chaleur générée par le circuit triphasé est la somme de la chaleur générée par chaque phase.
Relais à semi-conducteurs monophasé ou CC: P = 1,5 · I
Module à semi-conducteurs ou CC à semi-conducteurs: P = 3,0 · I
P est la chaleur générée par le relais à semi-conducteurs / module à semi-conducteurs, et l'unité est W; I est le courant de charge réel et l'unité est A.
Module à semi-conducteurs ou CC à semi-conducteurs: P = 3,0 · I
P est la chaleur générée par le relais à semi-conducteurs / module à semi-conducteurs, et l'unité est W; I est le courant de charge réel et l'unité est A.
Normalement, si le courant de charge est de 10A, un dissipateur thermique doit être équipé. Si le courant de charge est de 40 A ou plus, un dissipateur thermique refroidi par air ou par eau doit être équipé.
Formules de calcul de dissipation thermique
Les performances de dissipation thermique du dissipateur thermique sont liées à son matériau, sa forme, sa différence de température, etc.
Q = h · A · η · ΔT
Q est la chaleur dissipée par le dissipateur thermique; h est la conductivité thermique totale du dissipateur thermique (W / cm 2 · ° C), généralement le matériau en aluminium est d'environ 2,12 W / cm 2 · ° C, le matériau en cuivre est d'environ 3,85 W / cm 2 · ° C, et le le matériau en acier est d'environ 0,46 W / cm 2 ° C; A est la surface du dissipateur thermique (cm 2 ); η est l'efficacité du dissipateur thermique, qui est principalement déterminée par la forme du dissipateur thermique; ΔT est la différence entre la température maximale du dissipateur thermique et la température ambiante (° C).
Q est la chaleur dissipée par le dissipateur thermique; h est la conductivité thermique totale du dissipateur thermique (W / cm 2 · ° C), généralement le matériau en aluminium est d'environ 2,12 W / cm 2 · ° C, le matériau en cuivre est d'environ 3,85 W / cm 2 · ° C, et le le matériau en acier est d'environ 0,46 W / cm 2 ° C; A est la surface du dissipateur thermique (cm 2 ); η est l'efficacité du dissipateur thermique, qui est principalement déterminée par la forme du dissipateur thermique; ΔT est la différence entre la température maximale du dissipateur thermique et la température ambiante (° C).
Par conséquent, il peut être obtenu à partir de la formule ci-dessus que plus la surface du dissipateur de chaleur est grande, plus la différence avec la température ambiante est grande et meilleures sont les performances de dissipation thermique.
Conversion d'unité commune
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 = 0,75
kW 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 pouces
1 cm 2 = 0,16 m2 en
° 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 = 0,75
kW 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 pouces
1 cm 2 = 0,16 m2 en
° F = 1,8 ° C + 32
K = ° C + 273,15
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