Tasarımda Bara Akım Taşıma Kapasitesini Nasıl Doğru Şekilde Hesaplanır

Doğru bara ünitesi boyutunu seçmek, akım taşıma kapasitesinin doğru şekilde hesaplanmasıyla başlar. Eğer bara ünitesi yetersiz boyutlandırılmışsa aşırı ısınma yaşar, enerji kayıplarına neden olur ve sonunda sistemin arızalanmasına yol açabilir. Aşırı büyük boyutlu bir bara ünitesi de aynı ölçüde istenmeyen bir durumdur çünkü bu durum malzeme israfına, gereksiz ağırlık artışına ve üretim maliyetlerinde artışa neden olur. Belirli bir akımı güvenle taşıyacak şekilde bir bakır veya alüminyum bara ünitesinin optimum boyutunu belirlerken dikkate alınması gereken birkaç faktör vardır. Bu kılavuz, dört temel faktörü özetlemektedir. içinde bara ünitesi akım derecelendirme hesabı ve pratik rehberlik sağlar için mak şu şekildedir: kesin ve güvenilir mühendislik kararları.

Kesit Alanı ile Akım Değeri Arasındaki İlişkiyi Anlayın

Bara kutusunun kesit alanı, akım taşıma kapasitesini belirlemek için en temel parametredir. Daha büyük bir kesit alanı daha fazla akım taşımaya izin verir karşı akış ,elektron yollarının sayısındaki artış ve ısı dağıtımına yönelik daha büyük yüzey alanı nedeniyle ion Ancak kesit alanı ile akım değeri arasındaki ilişki doğrusal değildir. Kesit alanını iki katına çıkarmak akım değerini iki katına çıkarmaz, çünkü ısı üretimi ion akımın karesiyle orantılıdır (I²R kayıpları). Uygulamada mühendisler genellikle standart akım taşıma kapasitesi tablolarına başvurur ki Yaygın olarak kullanılan baralar için referans akım değerleri sağlar. Örneğin tipik açık hava koşullarında, yaklaşık 10 mm² kesit alanına sahip küçük bir bakır bara birkaç on amper akım taşıyabilirken, 100 mm² kesit alanına sahip bir bakır bara genellikle birkaç yüz amper akım taşıyabilir. Ancak kesin akım değeri yalnızca kesit alanına değil, aynı zamanda baranın boyutlarına, ortam sıcaklığına, izin verilen sıcaklık artışına, montaj yöntemine, aralıklara ve soğutma koşullarına da bağlıdır. Alüminyumun iletkenliği, bakırın iletkenliğinin yaklaşık %60’ıdır; bu nedenle aynı akımı ileten alüminyum iletkenin kesit alanı daha büyüktür. Özel baralar için Kinto, müşterileriyle iş birliği yaparak en uygun kesit alanını belirler. ki buluşmak s Uzamsal ve ağırlık kısıtlamaları göz önünde bulundurularak elektriksel performans gereksinimleri.

Sıcaklık Artışı ve Ortam Koşullarını Dikkate Alın

Akım taşıma kapasitesi sabit bir değer değildir. Bu değer, barabaranın maksimum izin verilen sıcaklık artışı ve barabaranın çevresindeki ortam sıcaklığına göre değişir. Her barabaranın direnç kayıpları vardır ve bu kayıplar ısı üretmesine neden olur. Bu ısı, yalıtım sınıfını aşmadan veya güvenlik riskleri yaratmadan çevreye dağıtılmalıdır. Tipik tasarım sıcaklık artışı, ortam sıcaklığının 30–65 °C üzerindedir. Eğer bir muhafaza içindeki ortam sıcaklığı zaten 50 °C ise akım derecelendirmesi önemli ölçüde düşürülmelidir. Daha yüksek ortam sıcaklıkları genellikle izin verilen akım taşıma kapasitesini azaltırken, daha iyi soğutma koşulları bu kapasiteyi önemli ölçüde artırabilir. Öte yandan, zorlanmış hava ile soğutma veya doğrudan ısı emme yöntemiyle soğutma sağlanırsa kapasite artırılabilir. Tasarım aşamasında Kinto, müşterilerin barabaranın beklenen çalışma ortamını ve maksimum izin verilen sıcaklığı belirlemelerini önerir; böylece barabaran son ürününün ideal değil, gerçek dünya koşullarına dayalı olarak geliştirilmesi sağlanır.

AC Uygulamaları için Deri Etkisini ve Yakınlık Etkilerini Dikkate alın

Birçok tasarımda yalnızca DC veya düşük frekanslı AC göz önünde bulundurulur; bu durumda akım, baraya kesit alanı boyunca eşit olarak dağılır. Ancak daha yüksek frekanslarda veya ile daha büyük iletken boyutlarında deri etkisi nedeniyle akım karşı yüzeye daha yakın akar ,iletkenliğin sağlanabileceği etkin kesit alanını azaltır. Bu durum, AC direncini artırır ve etkin akım taşıma kapasitesini düşürür. Bir bakır baraya göre, deri derinliği 60 Hz’te yaklaşık 8,5 mm’dir. Eğer bir bara, deri derinliğinin iki katından daha kalınsa, iletkenin iç kısmı akım iletimine çok az katkı sağlar. Çözüm, birden fazla ince baranın paralel olarak kullanılması ya da lamineli baraların tercih edilmesidir. Akım taşıma kapasitesi, komşu iletkenlerdeki manyetik alanlar nedeniyle akımın yeniden dağılımına bağlı olarak ortaya çıkan yakınlık etkisi (proximity effect) ile daha da düşürülebilir. Güç dağıtımında veya invertör uygulamalarında Kinto, müşterilerin bu etkilerin AC baralar üzerindeki etkisini anlamalarına yardımcı olur ve AC kayıpları en aza indirmek için lamineli bara yapılandırmaları önerir. i̇ze akım derecelendirmelerini korurken AC kayıplarını en aza indirir.

Şekil, muhafaza ve montaj yöntemi için düzeltme faktörlerini uygulayın

Isı dağılımı, barayağacının fiziksel yapısına ve montaj yöntemine büyük ölçüde bağlıdır. Doğal konveksiyonun iyileştirilmesi nedeniyle dikey olarak monte edilen düz bir barayağacı, yatay olarak monte edilenden genellikle daha etkili ısı dağıtır. Barayağacının şekli, iletkenler arası mesafe ve yüzey alanı da ısı transferi özelliklerini etkiler.

Açık havada bulunan bir barayağacı sınırsız soğutmadan yararlanırken, aynı barayağacının kapalı bir muhafaza içine yerleştirilmesi, ısı dağıtımının sınırlı olması nedeniyle taşıyabileceği akım kapasitesinde önemli bir azalmaya yol açabilir. Benzer şekilde, birbirine yakın monte edilen birden fazla barayağacı karşılıklı ısıtma oluşturur ve bu da izin verilen akımı daha da azaltır.

Montaj konfigürasyonuna göre IEC, IEEE veya üretici kılavuzlarında yayınlanan standart düzeltme faktörleri uygulanmalıdır. Nihai akım derecelendirmesi belirlenirken muhafaza türü, iletkenler arası mesafe, hava akımı ve montaj yönü gibi faktörlerin tümü dikkate alınmalıdır.

At Kinto , mühendislik ekibimiz, hesaplanan akım taşıma kapasitesinin kurulumdan sonraki gerçek işletme koşullarını doğru bir şekilde yansıttığından emin olmak için her özel barabüs tasarımı sırasında bu düzeltme ilkelerini uygular.