kaiyun官方注册
您所在的位置: 首页> 电子元件> 其他> 电力电子课程第 3 部分: 电缆、电线

电力电子课程第 3 部分: 电缆、电线

2022-09-06
来源:laocuo1142
关键词: 电力电子 电缆 电线

  在深入电力电子领域之前,我们将在电力电子课程的第三部分讨论一个关键主题。电缆电线、PCB和板用于识别能量传输系统,这些系统始终需要正确计算和确定尺寸。

  设计人员必须从支撑和布线系统开始创建自己的电路。使用强大的电源组件构建的解决方案,但连接结构和电线的结构很差,很快就会失效。

  介绍

  如前面所述,电流是或多或少的大量电子的流动。由于导体对通道的阻力,它们通过连接和电缆的通道不可避免地会产生热效应。这种效应是由于电子和导体晶格原子之间在微观尺度上的碰撞,称为焦耳效应。通常,随着温度的变化,材料的电阻会发生变化。因此,在导体变得非常热的情况下,耗散功率的估计可能难以计算。如果导体的热膨胀不做机械功,则所提供的能量在导体上转化为热量并分散到周围环境中。调整电流支持的过程对于避免导体本身的熔化至关重要。因此,设计人员必须通过仔细选择电导体材料并正确分析 PCB 尺寸来开始设计过程。事实上,正确的轨道尺寸、导线截面和组件的战略位置是良好电源电路成功的首要因素。导体材料的选择也是效率因素的决定性因素,在任何情况下,这些因素都会影响电路封装参数、重量,尤其是最终成本。事实上,正确的轨道尺寸、导线截面和组件的战略位置是良好电源电路成功的首要因素。导体材料的选择也是效率因素的决定性因素,在任何情况下,这些因素都会影响电路封装参数、重量,尤其是最终成本。事实上,正确的轨道尺寸、导线截面和组件的战略位置是良好电源电路成功的首要因素。导体材料的选择也是效率因素的决定性因素,在任何情况下,这些因素都会影响电路封装参数、重量,尤其是最终成本。

  电线电缆

  因此,电力系统中电缆部分的尺寸是第一步。电导体的尺寸(截面和直径)与线路中可以承载的最大电流之间存在非常密切的关系。有几个表格和数学公式将这两个参数联系起来,每个设计人员都应始终参考它们,即使对于低功耗项目也是如此。电线的长度是降低其性能的另一个因素。它实际上与电缆的电阻成正比,连接时间越长,两端的电压降越大。使用欧姆定律,可以计算任何参数。欧姆第二定律基于电阻率并指出导体的电阻 R 与其长度成正比,与其截面成反比。基本上,设计师应该牢记三个公式:

63131077c4f87.png

  在哪里:

  R:电阻;

  ρ:材料的电阻率;

  L:导体长度;

  S:导体截面积;

  问:热;

  P:功率;

  t:时间;

  I:电流;

  ΔT:温度升高;

  c:比热;

  m:导体的质量。

  导体的电阻率可以定义为它为电流通过提供的电阻。电阻率的倒数是电导率,所有涉及的参数也一如既往地取决于温度。导体的电阻还取决于所用材料的电阻率。虽然它们是电流的优良导体,但不同的金属让电子以不同的方式和数量通过。材料的电导率和电阻率包含在一个非常广泛的数值范围内,从良导体到绝缘体,有24个数量级。下表按从最高导电到最低导电的顺序排列,显示了一些材料的电阻率:

63131081720c9.jpg

  设计人员经常选择截面稍大的导体,以确保可用功率完好无损地到达另一端,并且不会在其中不必要地消散。铜是制造电导体最常用的材料之一,因为它具有非常好的导电性、可焊性、机械强度、延展性和延展性。铝也是一种广泛使用的金属,尽管它的电阻率比铜大,在相同的电阻下,铝导体的截面比铜导体高 65%。它的延展性也很强,但延展性不是很好。之前说过,如果导体通过电流 I 并在其截面中均匀分布,它会以热量的形式耗散以下功率(以瓦特表示):

63131089ed1ad.png

  流过导体的电流越大,热量越大。可以通过导体的最大电流是“范围”。电缆的容量是可以通过电导体而不损坏它的电流量。一般规则建议电缆每50米增加一节。如果超过此参数,导体可能会经历过度加热过程甚至熔化。导体温度由以下因素决定:

  · 它的电阻;

  · 流过它的电流的平方;

  · 环境温度。

  当然,如果电缆是绝缘的,还必须考虑其他标准。横截面为 0.5 mm ^ 2 和 0.75 mm ^ 2 的电缆由于太细而被禁止用于 230 V 连接。它们只能用于低压设备,例如防盗报警系统、家庭报警器或连接对讲机和视频对讲机。图 1中所示的表格及其相关图表非常具有指示性,并显示了导体可以承受的最大电流。显然,对于认证和政府法律,有必要查阅最适合各种情况的表格,同时考虑各个国家的规定。

631310915b7cd.png

图 1:不同尺寸的铜电线允许的最大电流

  使用这些参数,可以采用使相对计算更容易和更简单的方程:

631310991b10c.png

  更好的是,使用更强大的“产量密度模型/指数加线性”模型:

631310a225298.png

  在哪里:

  a = 38.00320788304612

  b = -40.25848017691337

  c = 1.745093760925298

  r = 0.8549366506676881

  在进行电线测量时,通常使用后缀 AWG。它代表“美国线规”,是一种标准化系统,于 1857 年设计,用于测量圆形导体的横截面或直径。它在美国和加拿大很普遍。较大的 AWG 值对应于较小的线径。有特殊的表格可以将电缆的截面和直径转换为 AWG,反之亦然。

631310a9a3aa0.jpg



 更多信息可以来这里获取==>>电子技术应用-AET<<

mmexport1621241704608.jpg


本站内容除特别声明的原创文章之外,转载内容只为传递更多信息,并不代表本网站赞同其观点。转载的所有的文章、图片、音/视频文件等资料的版权归版权所有权人所有。本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如涉及作品内容、版权和其它问题,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以便迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。联系电话:010-82306116;邮箱:aet@chinaaet.com。
Baidu
map