Kaip tiksliai apskaičiuoti magistralės srovės našumą projektuojant

Tinkamos busei parinkimo pradžia – tikslus jos srovės našumo skaičiavimas. Jei busei per maža, ji perkaista, sukelia energijos nuostolius ir galiausiai gali sukelti sistemos gedimą. Per didelė busei taip pat nepageidautina, nes ji švaisto medžiagą, prideda nereikalingą masę ir padidina gamybos išlaidas. Nustatant optimalų varinės ar aliumininės busei matmenis tam, kad saugiai perduotų tam tikrą srovę, reikia atsižvelgti į keletą veiksnių. Šiame vadove apibendrinti keturi pagrindiniai veiksniai rinkoje busei srovės vertės skaičiavimas ir praktinės rekomendacijos skirtas mak į tikslūs ir patikimi inžineriniai sprendimai.

Supraskite ryšį tarp skersinio pjūvio ir srovės vertės

Autobuso juostos skersinis pjūvis yra pagrindinis parametras, nustatant srovės nešimo gebą. Didesnis skersinis pjūvis leidžia perduoti didesnę srovę prie srautas ,dėl padidėjusio elektronų kelių skaičiaus ir didesnio šilumos išsisklaidymo paviršiaus jonas . Tačiau ryšys tarp skersinio pjūvio ir srovės vertės nėra tiesinis. Padauginus skersinį pjūvį dvigubai, srovės vertė nepadidėja dvigubai, nes šilumos generavimas jonas yra proporcingas srovės kvadratui (I²R nuostoliai). Praktikoje inžinieriai dažnai naudojasi standartinėmis srovės nešimo lentelėmis kad pateikti nuorodų srovės vertes dažnai naudojamoms juostoms. Pavyzdžiui, tipinėmis laisvojo oro sąlygomis mažos varinės autobusinės juostos, kurių skerspjūvio plotas apie 10 mm², srovė gali būti dešimtys amperų, o 100 mm² varinės autobusinės juostos – kelios šimtai amperų. Tačiau tikslūs srovės reitingai priklauso ne tik nuo skerspjūvio ploto, bet taip pat nuo autobusinės juostos matmenų, aplinkos temperatūros, leistino temperatūros pakilimo, montavimo būdo, atstumų tarp juostų ir aušinimo sąlygų. Aliuminio laidumas yra maždaug 60 procentų vario laidumo, todėl to paties srovės perdavimui reikalingas didesnis aliuminio laidininko skerspjūvio plotas. Individualioms autobusinėms juostoms „Kinto“ bendradarbiauja su klientais, kad nustatytų optimalų skerspjūvio plotą kad susitikti s elektrinių veikimo reikalavimų, tuo pačiu atsižvelgiant į vietos ir svorio apribojimus.

Atsižvelgti į temperatūros kilimą ir aplinkos sąlygas

Srovės nešimo geba nėra pastovi vertė. Ji kinta priklausomai nuo maksimalaus leistino šilumos padidėjimo, kuris gali būti pasiekiamas sujungimo juostoje, ir aplinkinės temperatūros aplink sujungimo juostą. Kiekviena sujungimo juosta turi varžos nuostolius, kurie sukelia šilumos susidarymą. Ši šiluma turi būti išsklaidoma į aplinką, nepažeidžiant izoliacijos klasės arba nekurdant saugos pavojų. Tipiškas projektuojamas šilumos padidėjimas yra 30–65 °C aukščiau už aplinkinę temperatūrą. Jei aplinkinė temperatūra uždaroje dėžėje jau siekia 50 °C, srovės vertė turi būti žymiai sumažinta. Aukštesnė aplinkinė temperatūra paprastai sumažina leistiną srovės nešimo gebą, tuo tarpu pagerintos aušinimo sąlygos gali žymiai ją padidinti. Panašiai, geba gali būti padidinta, jei aušinimas pagerinamas priverstinio oro srauto arba tiesioginio šilumos atvedimo būdu. Projektavimo etape „Kinto“ rekomenduoja klientams nustatyti sujungimo juostos numatomą eksploatavimo aplinką ir maksimalią leistiną temperatūrą, kad galutinis sujungimo juostos produktas būtų paremtas realiomis, o ne idealiomis sąlygomis.

Atsižvelgti į odos efektą ir artumo efektus kintamosios srovės taikymuose

Daugelyje projektų įvertinama tik nuolatinė srovė arba žemos dažnio kintamoji srovė, kurioje srovė vienodai pasiskirsto visame autobuso skerspjūvyje. Aukštesniuose dažniuose arba su didesnių laidų dydžiuose odos efektas verčia srovę tekėti prie artyn paviršiaus ,sumažinant efektyvią laidumo skersinio pjūvio plotą. Tai padidina kintamosios srovės varžą ir sumažina efektyvų srovės praleidimo pajėgumą. Variniam autobuse odos gylis yra maždaug 8,5 mm esant 60 Hz dažniui. Jei autobuso storis viršija dvigubą odos gylį, vidinė laidininko dalis mažai prisideda prie srovės laidumo. Sprendimas – naudoti kelis plonesnius autobusus lygiagrečiai arba laminuotus autobusus. Srovės praleidimo pajėgumą dar labiau gali sumažinti artumo reiškinys, kuris kyla dėl srovės persiskirstymo magnetinių laukų, sukuriamų gretimuose laidininkuose. Energijos perdavimo ar inverterių taikymo srityse „Kinto“ padeda klientams suprasti, kaip šie reiškiniai veikia kintamosios srovės autobusus, ir rekomenduoja laminuotų autobusų konfigūracijas, kurios maksimaliai dydis srovės praleidimo pajėgumą, tuo pačiu minimalizuodamos kintamosios srovės nuostolius.

Taikyti pataisos koeficientus dėl formos, apsauginio korpuso ir montavimo būdo

Šilumos šalinimas labai priklauso nuo autobuso juostos fizikinės konfigūracijos ir jos montavimo būdo. Vertikaliai sumontuota plokščioji autobuso juosta paprastai šildo efektyviau nei horizontaliai sumontuota dėl pagerintos natūralios konvekcijos. Autobuso juostos forma, laidų atstumas vienas nuo kito ir paviršiaus plotas taip pat veikia šilumos perdavimo charakteristikas.

Atviroje aplinkoje esanti autobuso juosta naudojasi neribotu aušinimu, tuo tarpu tokia pati autobuso juosta, įrengta sandarioje dėžėje, gali žymiai sumažinti savo srovės nešamąją gebą dėl riboto šilumos šalinimo. Panašiai, kai kelios autobuso juostos įrengiamos arti viena kitos, jos sukuria tarpusavio šilumą, kas dar labiau sumažina leistiną srovę.

Standartiniai IEC, IEEE ar gamintojo nurodymuose pateikti korekcijos koeficientai turėtų būti taikomi atsižvelgiant į įrengimo konfigūraciją. Nustatant galutinį srovės reitingą, reikėtų atsižvelgti į visus veiksnius: dėžės tipą, laidų atstumą, oro srautą ir montavimo orientaciją.

At Kinto , mūsų inžinerijos komanda taiko šiuos korėkcijos principus kiekvieno pasirinktinio autobuso konstravimo metu, kad apskaičiuota srovės nešančioji geba tiksliai atspindėtų realias eksploatavimo sąlygas po įdiegimo.