단일 펄스 애플리케이션을위한 와이어 게이지 선택 규칙이 있습니까?

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UL 508a 패널의 와이어 크기를 조정하려고합니다. UL의 와이어 게이지 요구 사항이 있지만 이러한 요구 사항은 계속 사용해야합니다. 내가 설계하고있는 장치는 2 초 동안 만 실행되며 몇 분 또는 몇 시간이 실행됩니다. 관심있는 전류는 25, 50, 100 및 200A이므로 연속 사용에 적합한 정격 전선을 사용하지 않으면 절약 할 수 있습니다!

이와 같은 펄스 어플리케이션을 위해 와이어 크기를 정하는 적절한 방법이 있습니까? (예를 들어) 75C 구리 연선 4AWG의 연속 전류 용량이 85 암페어 인 경우 2 초 동안 얼마나 작동 할 수 있습니까? 경험 법칙이 있습니까? 어떤 방정식? 테이블? 미적분의 적절한 적용?

current wire gauge

— 스티븐 콜링 스
소스

하나의 질문과 하나의 주석. 먼저,이 경우 UL에 요구 사항이 무엇인지 물어 보는 것이 어떻습니까? 또는 전선 공급 업체에 권장 사항을 문의하십시오. 둘째, 여기서 제한 요소가 될 것은 전류 밀도라고 생각합니다. 이러한 짧은 듀티 사이클을 사용하면 와이어 게이지를 사용하여 최대한 작게 유혹 할 수 있지만 듀티 사이클이 실제로 낮더라도 전류 밀도가 너무 높으면 고장이 발생할 수 있습니다. 와이어 공급 업체에 최대 전류 밀도에 대한 정보가있을 수 있습니다.

— Eric

많은 와이어 테이블에는 다양한 소스와 다양한 응용 분야 (자유로운 공기, 덕트, 장비, 신문 등)의 최대 정격 전류가 나와 있습니다. 이들 중 가장 높은 것은 귀하의 경우에 안전 할 책임이 있습니다. 단, 결함 조건에서 지속 시간을 알려진 최대 값으로 제한 할 수 있으며 실제 최대 진폭을 알고 있습니다. NO 냉각 (폐쇄 시스템)과 함께 사용하는 것처럼 Chris Johnson의 격리 접근 방식의 열 입력은 "물리 법칙"에 절대적으로 허용 가능한 최대 정격을 제공합니다. 실제는 이것의 일부일 것입니다.

— Russell McMahon

관심 전용 데이터 포인트 : 플라스틱 와인드 스풀에 공급되어 사용자가 사용 후 다시 감을 수있게하고, 정격 부하에서 감긴 경우 녹아 녹일 수 있도록하는 손잡이가있는 플라스틱 와인딩 스풀에 제공되는 소비자 용 주 전원 케이블 : 즉, 장기 에너지 입력이 사용 가능한 냉각 용량을 초과합니다. 물론 단열재는 녹지 않고 와이어가 녹습니다.

— Russell McMahon

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이 질문이 물리 시험에 들어간 경우 다음과 같이 대답합니다. 이것이 실제로 현명한 아이디어인지의 여부는 전적으로 또 다른 문제입니다. 어떤 결함 상태도 2 초 이상 전류를 흐르게 할 수 없다는 것을 확신해야 할 것입니다.

와이어 사양에서 미터 R 당 저항과 미터 M 당 구리 질량을 알고 있습니다. 전류를 고려하면 와이어에서 소비되는 전력은 미터당 I ^ 2 R입니다. 따라서 와이어 미터당 소비되는 총 열 에너지는 E = I ^ 2 R t이며, 여기서 t = 2 초는 전류가 활성화되는 시간입니다. 우리는 (보존 적으로)이 2 초 동안 무시할만한 열이 구리선을 떠나는 것으로 추정하므로 온도 T의 상승은

T = E / (MC) = I ^ 2 R t / (MC)

여기서 C는 구리의 비열 용량입니다. 이 온도 상승 T가 허용되도록 와이어를 R 및 M으로 선택해야합니다.

— 크리스 존슨
소스

Rth를 고려한 결과 내 접근 방식과 비교하여 스프레드 시트를 실행했습니다. 실제로 Rth는 이러한 시간 척도에서 무시할 수 있습니다. 5 초는 1 %의 차이를 만들 수 있고 30 초는 5 %를 만듭니다.

— Stephen Collings

+1 필요한 분석의 절반입니다. 그러나 이것은 단일 펄스 만있는 경우 (즉, 펄스 사이의 사실상 무한한 시간)에만 적합합니다. 분석의 나머지 절반을 수행하려면 펄스 사이에서 온도가 감소하는 양을 결정해야합니다. 펄스 사이의 온도 감소량은 펄스의 결과로 상승보다 커야합니다. 그렇지 않으면 각 펄스는 온도를 더 높은 값으로 높이는 데 기여합니다. 냉각은 뉴턴의 냉각 법칙을 거의 확실하게 따르므로 분석이 간단해야합니다.

— alx9r

실제로 이것은 전체 이야기가 아닙니다. Newton의 냉각 법칙에 대한 적절한 계수를 계산하는 것은 간단하지 않을 수 있습니다. 이는 전선 절연체의 두께와 열 특성, 아마도 인클로저의 함수일 것입니다.

— 크리스 존슨

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와이어의 저항은 두 가지 주요 효과가 있습니다. 첫 번째는 부하에서 전압 강하를 일으키고 듀티 사이클과 무관하다는 것입니다. 두 번째는 와이어가 가열되어 실패 할 수 있다는 것입니다.

일반적으로 모든 듀티 사이클이나 과전류와 같은 고장 상태에서도 와이어 자체가 고 장점으로되기를 원하지 않기 때문에 배선은 모든 응용 분야에서 보수적으로 등급을 매겨 야합니다. 보호 기어가 작동 할 때까지 와이어는 결함을 견뎌야합니다.

— 데이브 트위드
소스

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저항은 온도에 따라 변하므로 듀티 사이클과 간접적으로 관련 될 수 있습니다.

— Diego C Nascimento

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표준에는 전류 저항 (모터 제동 저항과 동일)을 나타내는 전류 용량 표 (표 36.1)가 있습니다. 표시된 가장 짧은 "온 타임"(및 가장 낮은 듀티 사이클)은 5 초 켜기 / 75 초 끄기 (6.25 % 듀티 사이클)입니다. 이러한 조건에서 모터 FLA의 도체 전류량은 35 %입니다. 다른 ON / OFF 시간에 대한 리드 인에는 약간 더 많은 정보가 있지만 그 의미는 다소 모호하게 보입니다.

자, 그것이 당신의 상황에 적용 가능한지 아닌지 , 나는 추측하고 싶지 않습니다. 그것은 적어도 UL이 안전하다고 생각하는 것에 대한 아이디어를 제공하며, 그것이 반드시 필요하지만 충분하지 않을 수 있습니다.

다른 사람들이 말했듯 이 서지 전류가 아니라 실제로 사용하는 전선 크기에 적합한 일종의 회로 보호가 필요합니다.

— 페페 페니
소스