Содержание

Рекомендации по расчету мощности, выделяемой электрическими соединениями коробок клеммных и корпусов

Рекомендации по расчету мощности, выделяемой электрическими соединениями коробок клеммных и корпусов

Изготовителем экспериментально определена допустимая рассеиваемая мощность всех моделей корпусов, приведенных в настоящих технических условиях по методике пункта 26.5.1 ГОСТ 31610.0

Производитель гарантирует, что при максимальной температуре окружающей среды 70 С и эксплуатации в ней корпусов и коробок, максимальная температура на любой их части или поверхности не превысит 80ºС, что соответствует температурному классу Т6, при условии не превышения Потребителем допустимой рассеиваемой мощности расположенного во внутреннем объеме этих коробок и корпусов электрооборудования.

Примечание: При температуре окружающей среды менее 70 С допустимая рассеиваемая мощность увеличивается.

Выдержки из ГОСТ 31610.0:

«п.3.1 температура окружающей среды: Температура воздуха или другой среды в непосредственной близости от оборудования или компонента.


Примечание – Это не относится к температуре технологической среды, если только оборудование или компонент не погружены полностью в данную технологическую среду. См. 5.1.1.»

«п3.18 максимальная температура поверхности: Наибольшая температура, возникающая в процессе эксплуатации при наиболее неблагоприятных условиях (но в пределах регламентированных отклонений) на любой части или поверхности электрооборудования, которая может привести к воспламенению окружающей взрывоопасной газовой среды».

Потребитель должен перед эксплуатацией корпусов и коробок, во внутреннем объеме которых находится работающее электрооборудование, выделяющее тепло, произвести расчет соответствия мощности этого электрооборудования допустимой рассеиваемой мощности конкретной модели корпуса или коробки, которое указано в их маркировке и паспорте, и принять меры по ее не превышению.

Расчет рекомендуется производить по методике, приведенной в Приложения Е ГОСТ Р МЭК 60079-7

Пример расчета допустимой мощности выделяемой электрическими соединениями изделия

“Коробка ЕхК-(е)Н01” размером 100х100х80 мм, с диагональю 142 мм, с максимально допустимой рассеиваемой мощностью Ррас=2,2 Вт при предельной температуре эксплуатации 70 С, с двухпроводными клеммами фирмы Wago, типа TOPJOB® S – Клеммы проходные/с заземлением/для экранирования и клеммы класса Ex 2,5 (4) мм², серия 2002 Артикул . 2002-1201 (максимальный ток для применения в коробках со взрывозащитой вида «е» – 22А, сопротивление контактов 0,28мОм)

Максимальное количество устанавливаемых клеммных пар N рассчитывается исходя из формулы

Ррас=N×F×I2

где:

Ррас –

мощность, рассеиваемая корпусом коробки, Вт; (Ррас=2,2 Вт)
I – максимальная сила тока из характеристики клеммной пары (для искробезопасной цепи применяется максимальный ток цепи), А;
F – комбинированный фактор сопротивления на клеммах.

F=Rc+Rж

где

Rc – сопротивление на соединении (клемма).
Принимается Rc=0,00028, Ом.
Rж –
сопротивление жилы, Ом.                 

Rж= rж×l,

где

rж – удельное сопротивление жилы (определяется по ГОСТ 22483-77 в соответствии с применяемыми жилами) Ом/м.

Например, для медных луженых жил, сечением 2,5мм2 удельное сопротивление жилы (rж) равно 7,56 Ом/км

l – наибольшая диагональ корпуса коробки, м.

l=0,142 м.

Тогда Rж= 0,00107 Ом.

F=Rc+Rж =0,00028+0,00107=0,00135 Ом.

При токе 22 А каждая клемма выделит мощность Рклеммы=F×I2  =0,65 Вт.

При максимально допустимой рассеиваемой мощности коробки 2,2 Вт возможно установить 3 парных клемм с силой пропускаемого тока через каждую клемму 22 А при работе коробки в температурном диапазоне до плюс 70 градусов.

А при токе 10 А каждая клемма выделит мощность Рклеммы=F×I2  =0,135 Вт.

При максимально допустимой мощности коробки 2,2 Вт возможно установить 16 парных клемм с силой пропускаемого тока через каждую клемму 10 А при работе коробки в температурном диапазоне до плюс 70 градусов.

Для установки большего количества клемм при указанной силе тока цепи необходимо применение клемм для большего сечения жил с обязательной проверкой согласно вышеприведенной методике.

Расчет тока по мощности и напряжению: калькулятор, формула трехфазной сети

Владельцы частных домов нередко подключают к своему жилью трехфазную сеть. Такой вариант возможен в силу разных обстоятельств, но требует убедительных обоснований для реализации. А поскольку линии электропередач (ЛЭП) передают разную силу тока, то хозяину будет полезно узнать, сколько на самом деле напряжения поступает в его дом. Рассмотрим, как рассчитывается мощность трехфазной сети. А также узнаем, как правильно ее замерить с помощью приборов.

Трехфазные автоматические выключателиИсточник pbs.twimg.com

Как проверить свою схему подключения

Любой владелец жилья заключает договор с поставщиком энергоресурсов. К нему обязательно прилагается Акт технологического подсоединения и ответственности сторон по эксплуатации. Из содержания документа можно легко узнать свою схему подключения.

Иногда по различным причинам владелец дома не имеет доступ к этому акту. В этом случае можно напрямую обратится за разъяснениями в энергопоставляющую компанию. Но часто такой запрос затягивается, а ответ нужно получить, как можно быстрее.

И обычно такая информация волнует тех, кто подключил свое жилье к трехфазной сети.

Подключение приборов учета электроэнергии к трехфазной сетиИсточник i.ytimg.com
Как правильно подключиться к трехфазной сети напряжением в 380 вольт

В случае с линейным подсоединением в 220 вольт все довольно просто. Один провод является фазным, другой – с нулевым потенциалом. Достаточно применить простейшую формулу (P = U × I), чтобы узнать мощность в сети. Но в этих знаниях обывателю и нет необходимости, поскольку буквально все бытовые приборы в этом плане однотипны.

Другое дело, когда есть нужда подключить в своих целях асинхронный двигатель. Для его полноценной работы линейного напряжения не хватит. Нужна более мощная электрическая сеть. Но если она уже имеется, то крайне полезно знать способ ее подсоединения.

Подключение к трехфазной сети треугольником и звездойИсточник zadocs. ru

Расчет фактической мощности.

Вариантов подключения много. Но на практике обычно применяются только два – звезда или треугольник. В зависимости от выбранного, мощность трехфазного тока может несколько меняться. Когда подключение выполняется по четырем проводам (три фазы и ноль), то выбирают треугольник. Если дополнительно присутствует еще и жила заземления – звезду.

Формулы для расчета и примеры

Для самых точных расчетов всегда учитывают реактивную нагрузку. Ее имеют все индуктивные приборы. То есть те, которые в своей конструкции используют обмотку. Это электродвигатели, трансформаторы, дроссели. Также реактивная мощность зависит и от емкостной нагрузки, которую имеют конденсаторы.

Перед проведением расчетов нужно просто запомнить:

  • Резистор берет на себя только активную мощность. Впоследствии она выделяется в виде света или тепла.
  • Катушка индуктивности провоцирует реактивную реакцию, которая выражается в виде магнитного поля.
  • Конденсатор вырабатывает реактивное сопротивление.

Рассчитать мощность трехфазной сети можно по формуле:

P = (U1 × I1 × cosϕ1) + (U2 × I2 × cosϕ2) + (U3 × I3× cosϕ3)

Виды подключения к трехфазной сети и основные формулы для расчетовИсточник rusenergetics.ru

U и I – это напряжение и сила тока. Цифры обозначают порядковый номер фазы (у нас их три). А cosϕ – коэффициент мощности, который находят перемножением друг на друга активной и реактивной нагрузки. Первая величина обычно считается постоянной – 1.

В большинстве случаев реактивная нагрузка в сети очень незначительна. Поэтому коэффициенту присуждается значение – 0,95. Это работа электроплиты, обогревателя, лампочек накаливания, электрочайника. Но если к сети подключить сварочный аппарат или насос с мощным двигателем, реактивная нагрузка уже будет значительно отличаться. А для простоты расчетов, при использовании таких агрегатов, коэффициенту присуждают значение – 0,8.

Если рассматривать каждую фазу, как отдельную линейную нагрузку, то можно значительно сократить расчет мощности трехфазной сети. Ведь можно считать, что по каждой фазе идет напряжение в 220 вольт. И сила тока для всех линий одинакова.

Поэтому формула мощности трехфазного тока упрощается:

P = 3 × 220 × I × cosϕ

Чтобы узнать силу тока, необходимо найти значение сопротивления (R) сети. И тогда можно воспользоваться формулой: I = U / R. Напряжение (U) берется линейное – 220 вольт.

Цифровой ваттметр для трехфазной сетиИсточник asset.conrad.com
Правильное подключение трехфазного счетчика – в зависимости от его разновидности

Измерение мощности и силы тока

Как уже видно, остается подставить значение коэффициента и найти силу тока. Можно опять обратится к вышеупомянутому Акту. Но лучше всего произвести самостоятельные замеры. Хотя бы при помощи обычного мультиметра. Заодно и проверить – одинаковая ли сила тока на каждой фазе.

Если она будет отличаться, то придется применять первую, более сложную, формулу мощности трехфазного тока. И тогда расчеты будут намного точнее. Но иногда намного проще воспользоваться ваттметром. Этот измерительный прибор часто монтируют в современные устройства для учета электроэнергии. И в этом случае все показания по каждой фазе можно увидеть на специальном дисплее.

А имея обычный ваттметр для однофазной сети, можно:

  • Подключить его к любой трехфазной линии, если при подсоединении использовалась звезда с нулем, а нагрузка симметрична. После снятий показаний, их умножают на 3.
  • Для несимметричной нагрузки потребуются три ваттметра (на каждую линию), а все результаты суммируются.
  • Для треугольника нужны только два ваттметра. Показания также суммируются.

Чаще всего в быту практикуется подсоединение с симметричной нагрузкой. Так и учет вести проще, и параметры сети улучшаются. Поэтому в основном для измерений первый вариант самый актуальный.

Вариант измерения несимметричной нагрузки в трехфазной сетиИсточник konspekta.net

Как рассчитать мощность электрического тока?

Заключение

Расчет мощности трехфазного тока необходим в случае подключения к сети сложных приборов индуктивного типа. К таким причисляются все асинхронные электродвигатели и различные трансформаторы. Например, сварочный аппарат работает по индуктивному принципу.

Для точных расчетов используют сложные формулы. При этом последовательно высчитывают все параметры каждой фазной линии. Такие вычисления больше подходят для производства. Для бытовых целей все расчеты значительно упрощаются, поскольку уже известны все допустимые средние значения коэффициентов. И минимальная погрешность в результатах не отразиться на работоспособности аппаратуры, подключенной к трехфазной сети.

Расчет Мощности по Току и Напряжению

📝 Чтобы обезопасить себя при работе с бытовыми электроприборами, необходимо в первую очередь правильно вычислить сечение кабеля и проводки. Потому-что если будет неправильно выбран кабель, это может привести к короткому замыканию, из за чего может произойти возгорание в здание, последствия могут быть катастрофическими.

 

Это правило относиться и к выбору кабеля для электродвигателей.

Расчёт мощности по току и напряжению

Данный расчет происходит по факту мощности, проделывать его необходимо еще до начала проектирование своего жилища (дома, квартиры).

  • Из этого значение  зависят кабеля питающие приборы которые подключены к электросети.
  • По формуле можно вычислить силу тока, для этого понадобиться взять точное напряжение сети и нагрузку питающихся приборов. Ее величина дает нам понять площадь сечение жил.

Если вам известны все электроприборы, которые в будущем должны питаться от сети, тогда можно легко сделать расчеты для схемы электроснабжение. Эти же расчеты можно выполнять и для производственных целей.

Однофазная сеть напряжением 220 вольт

Формула силы тока I (A — амперы):

I=P/U

Где P — это электрическая полная нагрузка (ее обозначение обязательно указывается в техническом паспорте данного устройства), Вт — ватт;

U — напряжение электросети, В (вольт).

В таблице представлены стандартные нагрузки электроприборов и потребляемый ими ток (220 В).

На рисунке вы можете видет схему устройства электроснабжение дома при однофазном подключении к сети 220 вольт.

Схема приборов при однофазном напряжении

Как и показано на рисунке, все потребители должны быть подключены к соответствующим автоматам и счетчику, далее к общему автомату который будет выдерживать общею нагрузку дома. Кабель который будет доводит ток, должен выдерживать нагрузку всех подключенных бытовых приборов.

В таблице ниже показана скрытая проводка при однофазной схеме подключение жилища для подбора кабеля при напряжении 220 вольт.

Как и показано в таблице, сечение жил зависит и от материала из которого изготовлен.

Трёхфазная сеть напряжением 380 В

В трехфазном электроснабжении сила тока рассчитывается по следующей формуле:

I = P /1,73 U

P — потребляемая мощность в ватах;

U — напряжение сети в вольтах.

В техфазной схеме элетропитания 380 В, формула имеет следующий вид:

I = P /657, 4

Если к дому будет проводиться трехфазная сеть 380 В, то схема подключения будет иметь следующий вид.

В таблице ниже представлена схема сечения жил в питающем кабеле при различной нагрузке при трехфазном напряжении 380 В для скрытой проводки.

Для дальнейшего расчета питания в цепях нагрузки, характеризующейся большой реактивной полной мощностью, что характерно применению электроснабжения в промышленности:

  • электродвигатели;
  • индукционные печи;
  • дроссели приборов освещения;
  • сварочные трансформаторы.

Это явление в обязательном порядке необходимо учитывать при дальнейших расчетах. В более мощных электроприборах нагрузка идет гораздо больше, поэтому в расчетах коэффициент мощности принимают 0,8.

При подсчете нагрузки на бытовые приборы запас мощности нужно брать 5%. Для электросети этот процент становит 20%.

Давайте разберемся, как проводится расчет тока по мощности

Прежде чем приступать к проектированию электрики в вашем доме, необходимо составить схему расчетов с указанием всех предполагаемых нагрузок в помещениях и длины отдельных участков кабеля. Для составления такой схемы и понадобится провести расчет тока «по мощности». Правильно составленная карта электросистемы дома позволит подобрать кабели нужных сечений, что обезопасит вашу проводку от перегрева и, соответственно, от возможности возгорания. Давайте разберемся, а что же представляет собой расчет тока «по мощности».

Правильность подбора коммутационных аппаратов, а также сечения кабеля во многом зависит от различных значений параметров электрических сетей. Наиболее важным среди них считается электрический ток. И на этапе проектирования эти величины можно определить только расчетным математическим методом. Очень важным считается расчет тока «по мощности» в трехфазных сетях, где нагрузку необходимо размещать равномерно среди фаз, чтобы не допустить перекосов. Однако и в городских бытовых сетях эти расчеты необходимо проводить при проектировании не только щитовых, но и жилых помещений.

Расчет тока «по мощности» проводится при условии известных значений мощности электроприборов, характере нагрузок и напряжения сети. Для однофазной питающей сети используют следующую формулу: I = P/(U×cosφ), где:

  • U – значение фактического напряжения сети, измеряется в вольтах;
  • cosφ – соответствующий коэффициент мощности.

В зависимости от характера нагрузки выбирается коэффициент мощности. Так, для активных нагрузок (нагревательных элементов, ламп накаливания) он будет приблизительно равным единице. Однако если учесть, что в активной нагрузке всегда присутствует реактивная составляющая, то для расчетов принято использовать величину cosφ, равную 0,95. При расчетах нагрузки, которая характеризуется большой реактивной мощностью (дроссели осветительных приборов, электродвигатели, индукционные печи, сварочные трансформаторы и др.) принято среднее значение cosφ, равное 0,8.

Для трехфазной питающей сети формула мощности тока будет иметь следующий вид: I = P/(1,73 × U × cosφ).

Для трехфазных сетей значения коэффициента мощности для активных и реактивных нагрузок полностью идентичны однофазным сетям.

Таким образом, при помощи указанных формул необходимо провести расчеты всех значений электрического тока от мощности нагрузки, которая будет использоваться на том или ином участке.

Следующим этапом наших расчетов, будет выбор сечения кабеля. Хотя в технической литературе часто можно встретить такое понятие, как «расчет кабеля по мощности», на самом деле, это не расчет, а все-таки «выбор». Под расчетом понимают описанные выше формулы для определения нагрузки тока. При наличии определенных значений тока и напряжения сечение кабеля выбирается из справочных таблиц. Таблицы эти весьма наглядны и подробного описания не требуют. Вы сначала выбираете материал провода: медь или алюминий, а затем по напряжению питающей сети и значению тока определяете сечение кабеля.

Вот, собственно, мы и рассмотрели, каким образом рассчитывается электрическая нагрузка и выбирается сечение кабелей для электрификации объектов.

Подробный расчет токов и мощности в соответствии с типом нагрузки

Расчет токов и мощности

Анализ токов и мощности являются ключевыми факторами при любом проектировании или реконструкции установки. цель установки, предполагаемое использование цепей и приемников, которые должны быть поставлены.

Детальный расчет токов и мощности по типу нагрузки

Потребляемый ток Ia соответствует номинальному току, потребляемому приемником, независимо от коэффициента использования и коэффициента совпадения, но с учетом аспектов эффективности ( η фактор ), коэффициент смещения или фазовый сдвиг ( cos φ ) для двигателей или других индуктивных или емкостных нагрузок.

Для нелинейных (или искажающих) нагрузок необходимо вычислить квадратичную сумму основного тока и токов гармоник , чтобы получить фактическое среднеквадратичное значение тока .

Разобьем расчет мощности на несколько частей, чтобы мы могли легко следовать:

  1. Чисто резистивная нагрузка
  2. Неискажающая нагрузка, которая не является чисто резистивной
  3. Расчет тока
  4. Перегрузки проводников к общему гармоническому искажению
  5. Искажающая нагрузка, не являющаяся чисто резистивной

1.Чисто резистивная нагрузка

Потребляемый ток Ia чисто резистивной нагрузки рассчитывается простым применением формул. Для однофазного:

и для трехфазного:

Но будьте осторожны, очень немногие нагрузки являются полностью резистивными. Лампы накаливания уступают позиции решениям, которые предлагают более высокие уровни производительности, но которые, с другой стороны, менее «чисты» с электрической точки зрения.

Вернуться к расчетам тока и мощности ↑


2.Неискажающая нагрузка, не являющаяся чисто резистивной

Номинальная мощность (Pn) двигателя соответствует механической мощности на его валу. Фактическая потребляемая мощность (Па) соответствует активной мощности, передаваемой по линии.

Зависит от КПД двигателя:

Потребляемый ток (Ia) определяется по следующей формуле. Для однофазных:

и для трехфазных:

Где:

  • Ia  – среднеквадратичное значение потребляемого тока (в А)
  • Вт Pn полезная мощность)
  • U – напряжение между фазами в трехфазном и между фазой и нейтралью в однофазном (в В)
  • η – КПД
  • cosφ – коэффициент смещения
  • вернуться к расчету тока и мощности ↑


    3.Расчет тока, потребляемого несколькими приемниками

    Пример, описанный ниже, показывает, что расчеты тока и мощности должны выполняться в соответствии с точными математическими правилами, чтобы четко различать различные компоненты.


    Пример асинхронных двигателей

    Группа цепей состоит из двух трехфазных асинхронных двигателей M 1 и M 2 , подключенных к одному и тому же щиту (питание от сети: 400 В переменного тока – 50 Гц).Номинальные мощности двигателей составляют соответственно: Pn 1 = 22 кВт и Pn 2 = 37 кВт .

    Факторы смещения Cosφ 1 = 0,92 для M 1 и Cosφ 2 = 0,72 для M 2 Эффективность η 1 = 0,91 и η 2 = 0,93 соответственно.

    Расчет потребляемой мощности:

    В этом случае реактивная мощность может быть рассчитана путем определения значения tanφ из cosφ .Отношения с тангентом дают формулой:

    Расчет реактивной мощности :

    Расчет 110007 Очевидная мощность :

    Расчет общего потребления тока для M1, M2, M1 + M2 и соответствующий коэффициент мощности:

    Активная мощность (в Вт) и реактивная мощность (в ВАр) могут быть сложены вместе алгебраически , в то время как полная мощность и токи могут быть сложены только вместе геометрически .

    Вернуться к расчетам токов и мощностей ближайший КПД) к подводимой энергии,

  • Реактивная мощность , чтобы можно было подобрать компенсационные устройства (конденсаторы),
  • Полная мощность , чтобы можно было определить мощность источника и
  • Потребляемый ток чтобы можно было рассчитать магистральные и защитные устройства.
Реактивная мощность: Q [KVAR] Текущий потребляемый: IA [A] COSφ

9
M 1 M 2 M 1 + M 2 (Total T)
активная мощность: P [KW] PA 1 = 24.18 PA 2 = 39.78 P T = 63,96
Q 1 = 10.30 Q 2 = 38,35 Q т = 48. 65
Очевидная мощность: S [KVA] S 1 = 26.28 S 2 = 55.26 S T = 80.36
IA 1 = 38 Ia 2 = 80210 IA T = 116 COSφ 0.92 0,72 0,80210

Вернуться к токам и расчеты мощности ↑


4.Перегрузки на проводниках по полному гармоническому искажению

Ток, циркулирующий в каждой фазе, равен квадратичной сумме основного тока (относится к гармонике 1-го порядка) и всех гармонических токов (следующих порядков):

Коэффициент гармонических искажений (THDi) выражает отношение доли всех токов гармоник к общему току в процентах.

I 1 среднеквадратичное значение основной гармоники, а в I n среднеквадратичное значение гармоники n-го порядка. Принцип заключается в применении коэффициента уменьшения тока, который можно рассчитать на основе THDi.

Для допустимого значения THDi , равного 33 % , ток в каждой фазе теоретически должен быть уменьшен на коэффициент K:

Если коэффициент не применяется, ток будет увеличен на:

Это остается приемлемым и объясняет, почему стандарт не рекомендует снижать номинальные характеристики или увеличивать сечения до 33% THDi.

Более 33%.стандарт рекомендует увеличить силу тока IB , что приводит к необходимости увеличения размера нейтрального проводника.

Уменьшение силы тока или увеличение сечения многожильных кабелей может также потребоваться для фазных проводников. Следует отметить , что стандарт рекомендует понижающий коэффициент 0,84 . что на самом деле соответствует пессимистическому THDi 65% .

Применительно к нейтральному проводнику считается, что если все гармоники 3-го порядка и его кратные, они будут суммированы, и ток, обусловленный гармониками в нейтрали, будет тогда I N  = 3 × I ph , что может быть выражено с использованием эквивалентной записи: THDn = 3 THDi .

Устройства, нагрузка которых считается нелинейной , не потребляют ток, который является отражением приложенного напряжения . Это приводит к ненужному потреблению энергии: искажающая мощность, генерирующая дополнительный ток, последствия которого нельзя упускать из виду.

Но этот ток никогда не выражается напрямую, потому что он требует довольно сложного математического расчета , преобразования Фурье, чтобы установить его относительную общую часть (THDi: полное гармоническое искажение) или значение по порядку: ih 2 , ih 3 , ih 4 , ih 5 ,..ih n .

Без точных измерений трудно точно определить текущий уровень, соответствующий каждому порядку гармоник. Поэтому предпочтительнее просто увеличить сечение нейтрального проводника в качестве меры предосторожности, поскольку известно, что основные гармоники порядка 3 rd и их кратные суммируются в нейтрали. и адаптировать защиту этого проводника.

Стандарт IEC 60364 указывает повышающие коэффициенты, которые следует применять к поперечному сечению нейтрального проводника в зависимости от процента гармоник 3-го порядка.

В принципе, нейтраль должна иметь такое же поперечное сечение, как и фазный провод во всех однофазных цепях. В трехфазных цепях с поперечным сечением более 16 мм 2 [25 мм 2 алюминий]. Сечение нейтрали можно уменьшить до сечения/2.

Однако это снижение не допускается, если:

  • Нагрузки фактически не сбалансированы
  • Суммарные гармонические токи 3-го порядка больше 15 % активных жил многожильных кабелей выбирают путем увеличения тока In на фиксированный коэффициент умножения, равный 1.65. У одножильных кабелей увеличивают только сечение нейтрали.

    На практике увеличение тока Ia в нейтрали компенсируется увеличением ее поперечного сечения. Когда нейтраль нагружена, к допустимому току кабелей с 3 или 1 жилами применяется понижающий коэффициент 0,86 .

    Понижающий коэффициент тока K N или, скорее, его обратный коэффициент, который будет использоваться для увеличения размера нейтрального проводника, будет тогда:

    фазные проводники должны быть увеличены на 119% и нулевой провод на 163% .Если бы THDi достиг 100%, 1/кН теоретически достигло бы 2,12 . Этого значения было бы невозможно достичь, так как это означало бы, что гармоника полностью заменила основную.

    Теоретический предел перегрузки по току для нейтрали по отношению к фазам:

    Эти расчеты показывают, что гармонические токи, прежде всего, нельзя игнорировать как с точки зрения «скрытого» потребления мощности , так и с точки зрения размеры проводников, которые могут быть перегружены.Относительная сложность расчетов приводит к использованию общих значений снижения номинальных характеристик, которые обычно охватывают большинство случаев, точно так же, как в других местах используется программное обеспечение.

    Вернуться к расчету токов и мощностей ↑


    Пример выполнения стандартов для определения устройства защиты с нейтралью, перегруженной гармониками

    Для цепи 3P+N, рассчитанной на 170 А, с системой TNS, с общим 3-м порядком гармонические искажения более 33%. При выборе размера фазных кабелей коэффициент уменьшения равен 0.84 (нагруженная нейтраль, см. выше) должен быть включен.

    Минимальное сечение 70 мм 2 на фазу . Нейтральный проводник должен иметь такой размер, чтобы выдерживать ток 1,45 × 170 А = 247 А , т. е. сечение 95 мм 2 .

    Поэтому следует выбирать автоматический выключатель, способный выдерживать ток, который может пересекать нейтраль:

    In устройства ≥ IB нейтрали ⇒ In = 250 A

    Но устройство должно быть настроено в соответствии с током, который может протекать по фазам:

    Ir ≥ IB фаз ⇒ Ir ≥ 170 A (и < 206 A, ограничение кабеля)

    A 250 A незащищенный автоматический выключатель с отключенной нейтралью, установлен на 0. 7 поэтому подходит для этого применения .

    Вернуться к расчетам токов и мощностей ↑


    5. Искажающая нагрузка, не являющаяся чисто резистивной

    Потребляемый ток (Ia) определяется по следующей формуле:

    где: действующее значение потребляемого тока (в А)

  • Pn – номинальная мощность (в Вт; это полезная мощность)
  • U – напряжение между фазами в трехфазном и между фазой и нейтралью в однофазном (в V)
  • η – эффективность
  • PF – коэффициент мощности

Вернуться к расчетам токов и мощности ↑


Пример люминесцентного светильника и электронного балласта
7 9 Вт , а измеренная полная мощность равна 16 ВА .Измеренный коэффициент смещения равен cosφ = 0,845·, а коэффициент мощности PF = 0,56·.

Измеренное значение потребляемого тока Ia составляет 0,07 А . Поскольку cosφ и коэффициент мощности различны, невозможно рассчитать значение tanφ или значение реактивной мощности Q (вар) для рассматриваемого приемника.

Измеренные cosφ и мощность Q, которые необходимо рассчитать, могут быть рассчитаны только для части реактивной мощности, связанной с синусоидальной составляющей сигнала, т.е. для тока основной частоты при 50 Гц: 0.045 А, измеренное в данном случае .

Мощности относительно этой линейной и синусоидальной части нагрузки можно рассчитать следующим образом:

  • S = 230 × 0,045 = 10,3 ВА
  • P = S × cosφ = 10,3 × 0,85 =
  • 8,07 Вт Q = 5,5 ВАР, что подтверждается расчетом треугольников мощностей Q2 = P2 – S2 или tanφ:
    Q = P × tanφ = 8,7 × 0,63 = 5,5 ВАР

Следовательно, не вся потребляемая полная мощность линейна, так как существует значительная разница между измеренной полной полной мощностью S (16 ВА) и рассчитанной теоретической синусоидальной мощностью (10. 3 ВА).

Также видно, что синусоидальная активная мощность устройства 8,7 Вт очень похожа на измеренную полную активную мощность 9 Вт. Таким образом, можно сделать вывод, что большая часть мощности S (16 – 10,3 = 5,7 ВА ) потребляется без производства активной мощности. Люминесцентный светильник и электронный балласт в примере потребляют непроизводительную мощность в виде гармонических токов.

Общее гармоническое искажение легко вычислить и представить в виде коэффициента.

Спектральное разложение сигнала, выполненное на этом светильнике, показывает, что основная гармоника является 3-м порядком (34 мА) , но все последующие гармоники нечетного порядка присутствуют и затухают. Основная цель приведенного выше примера — продемонстрировать, что информация об активной мощности (в Вт) только для нелинейного приемника очень неадекватна.

cosφ не имеет реального отношения или значения , так как он применим только к основному сигналу. Только информация о кажущейся мощности и коэффициенте мощности (PF или ?\.,) может реально дать количественную оценку мощности, которая должна быть обеспечена источником.

В приведенном примере видно, что активная мощность около 9 Вт соответствует потребляемой мощности 16 ВА .

Многие современные устройства (лампы накаливания, компьютерное оборудование, бытовая техника и электронное оборудование) имеют особенность потреблять нелинейные токи. Для бытового использования, где выставляется счет только за мощность в ваттах (sic), экономия энергии, показанная для этих продуктов, привлекательна.На практике потребляемые токи выше, чем кажется, и распределитель энергии поставляет энергию впустую.

В больших коммерческих или промышленных установках ситуация иная. Низкий коэффициент мощности приводит к потреблению реактивной мощности, за которую выставляется счет. Компенсация нелинейных нагрузок, таким образом, становится значимой и полезной здесь, а также на стадии проектирования , когда она предотвращает превышение мощности источников энергии , которые следует помнить в ВА (вольт-амперах), а не в Вт (ваттах).

Важно: В отличие от линейных нагрузок (стр. 29), для нелинейных нагрузок активные мощности (в Вт) могут складываться алгебраически, полные мощности должны суммироваться только геометрически , а также токи, которые должны быть тот же порядок.

Реактивные мощности Q не должны суммироваться, за исключением определенной части мощности, связанной с синусоидальным основным сигналом, и части, связанной с гармоническими сигналами.

Вернуться к расчетам токов и мощностей ↑

Справочник // Баланс мощности и выбор решений по электроснабжению от Legrand

%PDF-1.5 % 431 0 объект > эндообъект 446 0 объект >/Шрифт>>>/Поля[]>> эндообъект 485 0 объект >поток конечный поток эндообъект 447 0 объект > эндообъект 462 0 объект > эндообъект 426 0 объект > эндообъект 428 0 объект > эндообъект 432 0 объект >/ExtGState>/Font>/ProcSet[/PDF/Text]/Properties>>>/Rotate 0/Type/Page>> эндообъект 1 0 объект >/ExtGState>/Font>/ProcSet[/PDF/Text]/Properties>>>/Rotate 0/Type/Page>> эндообъект 5 0 объект >/ExtGState>/Font>/ProcSet[/PDF/Text]/Properties>>>/Rotate 0/Type/Page>> эндообъект 9 0 объект >/ExtGState>/Font>/ProcSet[/PDF/Text]/Properties>>>/Rotate 0/Type/Page>> эндообъект 13 0 объект >/ExtGState>/Font>/ProcSet[/PDF/Text]/Properties>>>/Rotate 0/Type/Page>> эндообъект 17 0 объект >/ExtGState>/Font>/ProcSet[/PDF/Text]/Properties>>>/Rotate 0/Type/Page>> эндообъект 21 0 объект >/ExtGState>/Font>/ProcSet[/PDF/Text]/Properties>>>/Rotate 0/Type/Page>> эндообъект 25 0 объект >/ExtGState>/Font>/ProcSet[/PDF/Text]/Properties>>>/Rotate 0/Type/Page>> эндообъект 29 0 объект >/ExtGState>/Font>/ProcSet[/PDF/Text]/Properties>>>/Rotate 0/Type/Page>> эндообъект 33 0 объект >/Ресурсы>/ExtGState>/Font>/ProcSet[/PDF/Text/ImageC]/Properties>/XObject>>>/Rotate 0/TrimBox[0. [email protected]МmiU&( } CDC0L 9I0% ?t-6r]u”~

Расчет мощности

Расчет мощности Мощность

Расчет мощности

Сила — это способность выполнять работу, будь то поднимать лифты или шуметь. Когда вы пропускаете ток через провода, вы передаете мощность от источника к месту использования. Одним из основных преимуществ электричества является то, что мы можем делать грязные вещи. бизнес по производству электроэнергии в Неваде и удобно использовать его в гостиная.

Единицей мощности является ватт, названия в честь Джеймс Уатт, знаменитый паровой двигатель. Мощность, доступная в электрическом схема

П = ЭИ

P = мощность в ваттах

E = ЭДС в вольтах

I = ток в амперах.

Конечно ток через провод контролируется импедансом – обычно мы знаем импеданс и напряжения и использовать полученную формулу

Важно отметить, что мощность изменится как квадрат напряжения.Если мы контролируем ток через известное сопротивление, эта формула имеет тот же мораль.

Рассеиваемая мощность

Многие электронные устройства выделяют тепло в качестве побочных эффект от их основного использования. Например, резисторы и трансформаторы нагреваются при прохождении через них тока. Жара не хорош для всего (как раз наоборот), но мы должны знать об этом поэтому мы не пытаемся пропустить через что-то ток, достаточный для того, чтобы сжечь это. вверх.Большинство устройств имеют максимальную номинальную мощность, чтобы превысить этот рейтинг рискует уничтожением. Большинство резисторов, например, рассчитаны на четверть ватта. Итак, какое напряжение мы можем безопасно подать на 100 Ом? резистор?

Передача мощности

В мире аудио вы все еще слышите много говорят о «соответствии импедансов». Что это значит? Любое устройство с реальным выходом будет иметь некоторый импеданс между сигналом схема питания и выходной разъем.Вот типичный вывод конструкций:

Треугольники обозначают усилители или другой источник тока. Всегда есть какая-то комбинация резисторы, конденсаторы и/или трансформаторы для регулировки выхода напряжения и защитить источник тока от короткого замыкания. Что бы ни после того, как источник тока будет иметь импеданс – обычно все вместе взятые и называемые «импедансом источника».

Вот как будет выглядеть любой ввод как:

Даже если это не факт конструкция, что касается исходного устройства, следующая гаджет в будущем будет представлять некоторый (надеюсь, фиксированный) импеданс по выходу.Вы помните из сочинения о законе Ома, что когда мы соединим их вместе, у нас будет делитель напряжения. Если импеданс входа второго устройства достаточно низок, чтобы нагрузить выходе второго устройства, напряжение на соединении будет ниже, чем ожидалось, а текущий спрос может оказаться выше ожидаемого. источник готов поставить. (Источником может быть даже поврежден.)

Чтобы предотвратить это, производители указывают импеданс нагрузки, с которым их устройство предназначено для работы. Это называется «выходным сопротивлением». Это не то же самое, что импеданс источника. выходное сопротивление – это ожидаемое входное сопротивление нагрузки, а будет работать с импедансом источника (как нижняя ветвь напряжения делитель) для установки правильных выходных уровней.

Раньше, если устройство указывало выходное сопротивление 600 Ом, пришлось подключить нагрузку 600 Ом, ни больше ни меньше. Это потому, что до середины 60-х или около того большинство оборудование имело выходные трансформаторы, как в левой схеме выше.(Они требовались для ламповых схем.) Вы помните из эссе о сопротивление, которое индуктор, такой как вторичная катушка трансформатор имеет постоянную времени, зависящую от связанного импеданс – с некоторыми импедансами он становится фильтром. 600 Ом было промышленный стандартный входной импеданс для плоской передачи сигнала в звуковой диапазон. (Есть еще такой стандарт для видео- 75 Ом, и вам лучше следовать за ним.) Если вы хотите послать сигнал двум устройства, приходилось использовать специальный усилитель-распределитель, т. к. простое подключение двух входов по 600 Ом к одному выходу дает 300 Ом. нагрузка.

Было легко иметь входное сопротивление 600 Ом. потому что у большинства оборудования также был трансформатор на входе. Однако, были части оборудования с более высоким выходным импедансом (сделанные для рынок домашнего аудио, в основном) и если вы нагрузите их на 600 Ом, они не будут работать. В современном оборудовании отсутствуют входные трансформаторы (они либо дорогие, либо низкокачественные, либо и то, и другое) и использует ввод цепи с более высоким импедансом, обычно 10 кОм или даже 50 кОм. То Преимущество этого в том, что вы можете подключиться к чему угодно, и вы можете управлять несколько входов без распределительных усилителей.Выходы по-прежнему способный управлять 600 Ом (обычно), но подключение более высокого импеданс не вредит, так как требуется меньший ток. Если вам нужно подключите вход с высоким импедансом к старомодному выходу на 600 Ом, Вы должны добавить «согласующий резистор» на 600 Ом через связь. Любая часть оборудования, где это действительно важно, будет иметь такой встроенный резистор с концевым выключателем для подключения это когда надо.

 

Микрофоны

Микрофоны по-прежнему имеют старое обозначение высокий импеданс по сравнению снизкий импеданс. Это потому, что хорошие микрофоны в них еще есть трансформаторы (см. эссе о соединениях и балансные кабели), а дешевые – нет. Так как микрофон производит очень маленький ток, вы не можете подключить микрофон с высоким Z к входу с низким Z и ожидайте, что это сработает. Микрофон с низким Z будет работать на вход с высоким Z, но частотная характеристика может быть перепутана.

 

Силовые усилители и Динамики

Сопротивление действительно критично, когда дело доходит до подключение динамиков.Усилители предназначены для обеспечения мощность, но мы не можем позволить себе тратить ее на подключение более высокого сопротивление, чем необходимо. Истинный импеданс динамика варьируется во всем диапазоне место с частотой (там есть катушки), но у него будет «номинальный» рейтинг, который представляет собой самый низкий рейтинг, который может быть для любого протяженность времени. Обычно это 8 Ом, хотя сейчас вы видите много 4-омные конструкции на рынке аудиофилов.

Усилители

спроектированы таким образом, чтобы максимально безопасный ток в 2 Ом или около того, поэтому 8-омный динамик представляет собой скромный запас прочности.Если вы подключите два динамика 8 Ом параллельно, подашь на усилитель 4 ома и с ним все станет громче некоторый риск. Риск чего? Ну а на более дешевых усилителях сгоришь предохранитель, а на лучших загорится свет, сообщающий вам текущий сработала защита и звук у вас будет ужасный- наверное сильно подрезан. Самое страшное, что может случиться, это сгоревший усилитель.

[ВНИМАНИЕ] Обрезанный звук даже при умеренном громкость, может повредить ваши динамики – почему? Поскольку прямоугольные волны имеют большую часть их энергии в верхних частотах. В типичном трехполосном динамике низкочастотный динамик, на который обычно приходится большая часть мощности, будет рассчитан на сотни ватт, но твитер будет рассчитан только на 20-50 Вт. Вкачайте 75 Вт высокочастотной энергии и до свидания! твитер.

При последовательном подключении двух динамиков представьте нагрузку 16 Ом и получите половину тока. Так как это сейчас забив в два раза больше диффузоров динамиков, вы получите столько же звука, и это может даже звучать немного лучше, потому что отдельные динамики работают не так усердно.

Немного подумав, вы, вероятно, сможете способ подключить четыре динамика и при этом получить 8 Ом нагрузка.

В этом обсуждении следует также указать на необходимость использования толстого провода динамика. Провод 20 калибра имеет сопротивление около 0,01 Ом на фут, поэтому вам нужно всего около 20 футов кабеля для изменения импеданса на 5%, потери тока и расстройка катушек кроссовера. Лучше использовать 18 ga при 0,006 Ом на фут или даже 16 га на 0. 004 Ом.

Между прочим, есть такие вещи, как высокие импедансные динамики. Это мелочи, которые вы найдете в аэропорту потолки – сотни из них подключены параллельно, и каждый динамик для этого есть понижающий трансформатор. Усилители, которые работают эти системы имеют выходное напряжение 70 вольт и не будут работать с вашим динамики вообще. Вы можете использовать эти маленькие динамики, если возьмете трансформаторы выключены.

PQE 02.10.98

Назад к музыке 126 темы

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.