Разработка и производство электронных компонентов и устройств светодиодные лампы и твердотельные реле

Инструкция по расчёту параметров и выбору охладителей для твердотельных реле переменного тока

Методика выбора типа охладителя и режима обдува его воздушным потоком для обеспечения предельно-допустимого теплового режима твердотельных реле переменного тока.

Твердотельные реле (ТТР) изготавливаемые в корпусах типа «В» и «Д» необходимо устанавливать на охладители. Выбор охладителя и режим обдува его воздушным потоком определяется по настоящей методике.

1. Необходимое тепловое сопротивление охладитель среда Rthsa [°С/Вт] охладителя ТТР при заданной мощности рассеивания на реле P [Вт] и температуре окружающей среды Ta [°С] определяется по формуле

(1),

где параметры D и Tjmax определяются из таблицы 1.

1.1.Соответственно максимально допустимая рассеиваемая на ТТР мощность P [Вт], при использовании охладителя с тепловым сопротивлением Rthjc [°С/Вт] определяется формулой

(2)

(параметры D и Tjmax определяются аналогично).

2. Рассеиваемую мощность при заданном токе нагрузки (равно как и ток при заданной мощности)  можно определить по графикам, представленным в таблице 2.

Таблица 1 – Параметры D и Tjmax ТТР переменного тока.

Тип ТТР Tjmax, °С D, °С/Вт
5П19.10ТМ(А,Б,В)1-100-8(12)-В6,
5П19.10ТС(А,Б,В)1-100-8(12)-В20
125 0,22886
5П19.10ТМ(А,Б,В)1-40-8(12)-В20,
5П19.10ТС(А,Б,В)1-40-8(12)-В20
125 0,374804
5П19.10ТМ(А,Б,В)1-20-8(12)-В20,
5П19.10ТС(А,Б,В)1-20-8(12)-В20
125 0,911189
5П19.10ТМ(А,Б,В)1-10-8(12)-В20,
5П19.10ТС(А,Б,В)1-10-8(12)-В20
125 2,322378
5П19.10ТМ(А,Б,В)1-100-8(12)-В2к,
5П19.10ТС(А,Б,В)1-100-8(12)-В2к
125 0,146702
5П19.10ТМ(А,Б,В)1-40-8(12)-В2к,
5П19.10ТС(А,Б,В)1-40-8(12)-В2к
130 0,540512
5П36.30ТМ(А,Б,В)1-100-8(12)-Д20,
5П36.30ТС(А,Б,В)1-100-8(12)-Д20
125 0,076287
5П36.30ТМ(А,Б,В)1-40-8(12)-Д134(168),
5П36.30ТС(А,Б,В)1-40-8(12)-Д134(168)
125 0,124935
5П36.30ТМ(А,Б,В)1-20-8(12)-Д2,
5П36.30ТС(А,Б,В)1-20-8(12)-Д2
125 0,30373
5П36.30ТМ(А,Б,В)1-10-8(12)-Д2,
5П36.30ТС(А,Б,В)1-10-8(12)-Д2
125 0,774126
5П36.30ТМ(А,Б,В)1-100-8(12)-Д2к,
5П36.30ТС(А,Б,В)1-100-8(12)-Д2к
125 0,048901
5П36.30ТМА1-40-8(12)-Д54к,
5П36.30ТСА1-40-8(12)-Д54к
130 0,180171

Таблица 2 – Графики зависимости рассеиваемой на ТТР мощности от действующего значения синусоидального тока нагрузки

1-но фазные 3-х фазные
5П19.10ТМ(А,Б,В)1-40-8(12)-В20,
5П19.10ТС(А,Б,В)1-40-8(12)-В20
5П36.30ТМ(А,Б,В)1-40-8(12)-Д134(168),
5П36.30ТС(А,Б,В)1-40-8(12)-Д134(168)
5П19.10ТМ(А,Б,В)1-100-8(12)-В6,
5П19.10ТС(А,Б,В)1-100-8(12)-В20
5П36.30ТМ(А,Б,В)1-100-8(12)-Д20,
5П36.30ТС(А,Б,В)1-100-8(12)-Д20
5П19.10ТМ(А,Б,В)1-10-8(12)-В20,
5П19.10ТС(А,Б,В)1-10-8(12)-В20
5П36.30ТМ(А,Б,В)1-10-8(12)-Д2,
5П36.30ТС(А,Б,В)1-10-8(12)-Д2
5П19.10ТМ(А,Б,В)1-20-8(12)-В20,
5П19.10ТС(А,Б,В)1-20-8(12)-В20
5П36.30ТМ(А,Б,В)1-20-8(12)-Д2,
5П36.30ТС(А,Б,В)1-20-8(12)-Д2
5П19.10ТМ(А,Б,В)1-40-8(12)-В2к,
5П19.10ТС(А,Б,В)1-40-8(12)-В2к
5П36.30ТМА1-40-8(12)-Д54к,
5П36.30ТСА1-40-8(12)-Д54к
5П19.10ТМ(А,Б,В)1-100-8(12)-В2к,
5П19.10ТС(А,Б,В)1-100-8(12)-В2к
5П36.30ТМ(А,Б,В)1-100-8(12)-Д2к,
5П36.30ТС(А,Б,В)1-100-8(12)-Д2к

4. исходя из рассчитанного  значения теплового сопротивления охладитель-среда, по графику рис3. (в установившемся режиме) определяем необходимость обдува и скорость обдува охладителя.

 5. На рисунках 1,2 приведены габаритные размеры типовых охладителей.

На рисунке 3 представлен графики переходного  теплового сопротивления охладитель-среда при различной скорости обдува охладителя воздушным потоком.

Рисунок 1.  охладители Охл. 1.1 для крепления одного реле в корпусе типа «Д» (а), Охл. 1.2 для крепления трех реле в корпусе типа «В» (б).

Рисунок 2.  охладитель Охл. 1.3 для крепления реле в корпусе  типа «В».

Рисунок 3.  Тепловое сопротивление охладитель-окружающая среда (Rthsa)

при скорости охлаждающего воздуха Vвоз: 0 м/с – (1); 3 м/с – (2); 6 м/с – (3); 12 м/с – (4).

Параметры Rthsa в скобках указаны для охладителя Охл 1.3.

Примеры расчета

Пример 1. Трехфазное реле типа 5П36.30ТМ1-40-8-Д134  включает  ТЭНы с током нагрузки 25А на фазу, максимальная температура окружающей среды 50°С.

  1. по таблице 1 определяем параметры D и Tjmax для данного реле.

они равны 0,124935 и 125°С соответственно.

  1. по графику таблицы 1 определяем полную мощность рассеиваемую на реле, для тока 25А на фазу она составляет          90вт.

3.по формуле 1 расчитаем величину  Rthsa , она составляет 0,71(°С/Вт)

  1. для данного типа реле конструктивно подходит охладитель типа Охл1.1 (следует из рис.1).
  2. Сопоставляя полученное значение Rthsa=0,72°С/Вт с графиком рис.3 видим. что охладитель

Охл1.1 установившемся режиме имеет тепловое сопротивление 0,6°С/Вт без принудительного

охлаждения.

6 таким образом выбираем для данного случая охладитель типа Охл1.1 без дополнительного

обдува.

Данный расчет верен, если охладитель охлаждается свободным конвекционным потоком воздуха, при вертикально расположенных  ребрах

Пример 2.

Провести выбор охладителя для твердотельного реле  типа 5П36.30ТМ1-100-12-Д166

которое включает нагрузку переменного тока 70А  по каждой фазе,

максимальная рабочая температура окружающей среды 60°С.

 

1 По графику таблицы 2 определяем рассеиваемую мощность реле типа 5П36.30ТМ1-100-12-

Д20, при токе 70А на фазу, она составляет 250вт.

 

2 По таблице 1 определяем величину D для данного типа реле, она составляет 0,076287 и величину

Tjmax, она составляет 125°С.

3 По формуле 1 определяем величину Rthsa., кторая в данном случае равна 0,1837 ,исходя из

полученной величины по графику рисунка 3 выбираем охладитель типа Охл   1.1 с принудительным воздушным  охлаждением 6м/сек.

 

Термины и обозначения применяемые в методике.

Rthsa –  тепловое сопротивление охладитель-среда.

 Ta – температура окружающей среды.

Tjmaxмаксимальная температура p-n перехода силового элемента.

 

 

Подготовил: Абрамов Н.Г.

тел.(4862) 41 36 63

mailto:abramov@proton-impuls.ru

Яндекс.Метрика