Ограничительный резистор

[Гость Леонид]

Здравствуйте.

Пусть имеется частотный преобразователь. На входе после трехфазного выпрямителя установлен зарядный резистор, через который заряжается батарея последовательно включенных конденсаторов, общая ёмкость которых 1950 мкФ. Зарядка происходит несколько секунд (после включения), а далее резистор шунтируется контактами сработавшего реле и далее работа происходит уже без этого резистора.

Резистор установлен мощностью 80 Вт и сопротивлением 40 Ом.

Подскажите, как с помощью расчетов можно выйти именно на мощность 80 Вт. Про средний ток заряда и вообще про заряд конденсаторов через резисторы я в курсе.

Только вот мощность, выделяемая на резисторе при этом, гораздо больше 80 Вт. Как хотя бы примерно оценить, какая мощность зарядного резистора необходима.

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[mvkarp]

Ищите паспорт на резистор. Лучше - технические условия. И в них пытайтесь уточнить, какую кратковременную мощность и с какими временнЫми параметрами может рассеять. Выбирайте подходящий.

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[Viewer]

Ток через резистор меняется по экспоненте.

i(t) = Io * exp(-t/T),

где Io = U/R - начальное значение тока, определяемое величиной выпрямленного напряжения U (например U=311 В ) и ограничительным резистором.

T = R*C - постоянная времени, определяемая емкостью фильтра и R. Для Вашего случая T = 0.08 сек.

Через время 3 T, можно считать переходные процессы завершенными (95%).

Мгновенная мощность, выделяемая на резисторе p(t) = i(t)^2 * R. Так, в начальный момент времени, мгновенная мощность достигает 2.5 кВт при U = 311 В.

Для расчета суммарной мощности, выделенной на резисторе за время 3T, следует проинтегрировать значение p(t) на интервале 3T, или, что тоже самое, проинтегрировать i(t)^2 на интервале 3T и умножить на R.

Psum = R * sqrt( 1/3T * integral (i(t)^2, 0, 3T, dt)

P.S.

Для Вашего случая при указанных нач. значениях Psum = 127 Вт выделяется за время 0.24 сек.

Далее, как верно указал mvkarp, надо смотреть параметры резистора. На мой взгляд, превышение разовой мощности в 1.5 - некритично.

Изменено 9 июня, 2017 пользователем Viewer

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Гость Леонид]

Спасибо. Да, всё это мне известно.

Меня именно интересовал вопрос о том, до каких пор можно снижать мощность резистора, чтобы он не сгорел.

mvkarp ответил на этот вопрос.

[Гар]

20 минут назад, Гость Леонид сказал:

до каких пор можно снижать мощность резистора, чтобы он не сгорел.

 

Пока пахнуть не начнёт, краска на нём при этом темнеет.

[Viewer]

25 минут назад, Гость Леонид сказал:

 до каких пор можно снижать мощность резистора, чтобы он не сгорел.

С помощью простых расчетов Вы на это никак не выйдете. Для этого надо знать конструкцию резистора, используемые материалы и пакет теплового 3D-моделирования, причем с подсистемой нестационарного моделирования.

Как правило, это выходит за пределы возможностей любителей.

7 минут назад, Гар сказал:

Пока пахнуть не начнёт

Если будут превышена допустимая "мгновенная" мощность, то резистор "запахнуть" не успеет - только щелчок услышит ТС.

[Гость Леонид]

Спасибо всем, кто откликнулся. Хорошие ответы, грамотные люди.

Viewer, а Вы, я вижу, среднеквадратичную мощность посчитали? А то изначально я видел просто среднюю.

Гар, да это понятно. Но если мне, к примеру, нужно закупить такие резисторы (их нет, чтобы эксперимент проводить), то необходима информация, которую сообщили вышеуказанные специалисты.

[Viewer]

P.S.

С достаточной для практики погрешностью (< 2%), значение мощности, выделенной на резисторе при экспоненциальном заряде за время 3T, может быть рассчитано:

Psum = 0.4 * Io * R; где Io = Uo / R;

т.е, при Uo = 311 и R = 40 Ом, Io = 7.78 A и Psum = 0.4 * 7.78 * 40 = 124 Вт (127 Вт - точно).

Изменено 9 июня, 2017 пользователем Viewer

[KRAB]

50 минут назад, Гость Леонид сказал:

до каких пор можно снижать мощность резистора, чтобы он не сгорел.

проволочный ПЭВ-100 на 47 Ом и не иПи мозги себе!

[Гость Леонид]

Да тут не в "иПи - не иПи" дело было. Нужно было с сутью разобраться. Так-то, навскидку, стоваттник ясное дело прокатит.

[Viewer]

Производители, особенно в РФ, очень неохотно включают в ТУ на резисторы такие параметры, как время-токовые характеристики. Поэтому, если это в разработку, то необходимо связываться с произодителем.

[Гость Леонид]

Блин, сообщение моё не опубликовалось (пропало), где я выражаю благодарность всем, кто мне помог, выложил подробные расчеты. Поэтому еще раз всех благодарю.

В данном случае, речь о замене идёт. Из доступных - 50 Вт и 100 Вт. Сто тогда поставлю.

Но вообще, в целом, прояснял я не только ради этого случая, а для проектирования, например, в дальнейшем. Грамотность повысить короче.

Всем специалистам спасибо!

[Viewer]

2 часа назад, Гость Леонид сказал:

 кто мне помог, выложил подробные расчеты.

Я, в свою очередь, извиняюсь за косяк - в пылу расчетов "опустил" квадрат тока.
В итоге, правильные выражения выглядят так:

Мощность, выделяемая на резисторе при экспоненциальном разряде за время 3T ( три постоянных времени):
Psum = R * (sqrt( 1/(3T) * integral (i(t)^2, 0, 3T, dt))^2
или
Psum = R *  (1/(3T) * integral (i(t)^2, 0, 3T, dt))
Для случая ТС-ра при 3T = 0.24 сек, имеем Psum = 402 Вт.

Упрощенная формула (<= 2% погрешность) для 3T дает 403 Вт
Psum = 0.167 * R * Io^2, где Io = Uo/R

Однако, уже при 10T = 0.8 сек, имеем Psum = 121 Вт.
Впрочем, это уже эффект размазывания мощности во времени.
Как уже говорилось, все в основном завершается за время 3T.
 

[Viewer]

Для импульсных применений существуют специальные виды импульсных резисторов для которых нормированы время-токовые характеристики (энергия импульса).

Кстати, они нормированы для многих советских (российских) резисторов и, тем более, для западных.

Например, для резисторов ОМЛТ (С2-33H) нормирована импульсная перегрузка по мощности 1000 при времени импульса 0.5 мс.

Для SMD-резисторов могут быть приведены такие соотношения ( резисторы Vishay, Bourns):

- максимальное рабочее напряжение U = (P * R)^0.5, P - номинальная мощность, R - номинальное сопротивление.

- максимальное напряжение (ток) перегрузки 2.5 * U в течении 5 сек.

Или вот для польских  резисторов:

+ статья о резисторах для силовых применений

2007_02_4.pdf