Yuqori harorat va baland balandlik uchun o'rni o'chirish: Muhandis uchun qo'llanma

Tog' tepasidagi transmitter uchun boshqaruv tizimini loyihalash rasm. Yoki ixcham, issiqlik bilan namlangan-sanoat panellarini qurishni tasavvur qiling. Ikkala stsenariy ham o'ziga xos qiyinchiliklarni keltirib chiqaradi. Standart komponent spetsifikatsiyalari, shu jumladan elektromexanik o'rni uchun, universal haqiqat emas.

Ushbu reytinglar nazorat qilinadigan, ideal laboratoriya sharoitlaridan kelib chiqadi. Ular odatda dengiz sathida va xona haroratida (taxminan 25 daraja) sinovdan o'tkaziladi.

O'rni ushbu qulay muhitdan tashqarida ishlaganda, uning ma'lumotlar jadvalining ishlashi ishonchsiz bo'ladi. Eng keng tarqalgan va kuchli ekologik stress omillaridan ikkitasi yuqori harorat va baland balandlikdir.

Ushbu egizak tahdidlarga e'tibor bermaslik to'g'ridan-to'g'ri tizimning ishonchsizligiga olib keladi. Komponentning muddatidan oldin ishdan chiqishiga duch kelasiz. Siz oldindan aytib bo'lmaydigan almashtirish xatti-harakatlarini ko'rasiz. Muhim ilovalarda siz muhim xavfsizlik xavflariga duch kelasiz.

Yuqori harorat va baland balandlik uchun releni o'chirish - bu komponentni uning nominal darajasidan pastroq bo'lgan ataylab ishlatish muhandislik intizomi. Bu og'ir muhitda ishonchlilikni ta'minlaydi. O'rni uchun biz bir nechta asosiy sabablarga ko'ra o'chirishimiz kerak:

Yupqa havoda sovutish samaradorligi pasaygan.

Dielektrik kuchning pasayishi, yoy xavfini oshirish.

Issiqlik tufayli lasan ishlashi o'zgargan.

Moddiy stressdan foydalanish muddati qisqartirildi.

Ushbu qo'llanma ushbu muvaffaqiyatsizliklar ortidagi fizikani buzadi. Keyin biz rele deating faktorlari hisoblarini qo'llash uchun amaliy qo'llanmani taqdim etamiz. Tizimlaringiz atrof-muhitdan qat'i nazar, dizayn talablaringizning ishonchliligi va xavfsizligi bilan ishlaydi.

Balandlik fizikasi-

Yuqori balandlikning asosiy muammosi oddiy: havo zichligini kamaytirish. Balandlik oshgani sayin atmosfera asta-sekin yupqalashib boradi. Berilgan hajmda kamroq havo molekulalari mavjud.

Bu oddiy haqiqat elektromexanik o'rni ishlashiga chuqur ta'sir ko'rsatadi. Bu qurilma ichidagi va uning atrofidagi havoning ikkita asosiy funktsiyasini buzadi: sovutish va izolyatsiya.

Axborotni buzish to'g'risida qaror qabul qilish uchun avvalo o'yindagi fizikani tushunishingiz kerak. Konvektiv sovutish va dielektrik quvvat kabi asosiy tushunchalar mavhum emas. Ular o'rni ishdan chiqishiga balandlik ta'sirining asosiy sababidir.

Quyidagi jadvalda dengiz sathi va 3000 metr (taxminan 10 000 fut) balandlikdagi odatiy yuqori{0}}sanoat maydonchasi oʻrtasida atrof-muhitning keskin oʻzgarishi koʻrsatilgan.

Bu kichik farqlar emas. Ular o'rni ish muhitida tub o'zgarishlarni ifodalaydi.

Sovutish inqirozi

Ko'pgina standart o'rni issiqlikni atrof-muhit havosiga tarqatish uchun mo'ljallangan. Bu jarayon konvektiv sovutish deb ataladi. U havo molekulalarining o'rni issiq sirtlari bilan aloqa qilishiga, issiqlik energiyasini o'zlashtirishiga va uzoqlashishiga tayanadi.

O'rnimizni issiqlikning asosiy manbalari bobin va kontaktlardir. Bobin elektr qarshiligi (I²R yo'qolishi) tufayli qiziydi. Muhim yuklarni almashtirishda kontaktlar qiziydi.

Yuqori balandlikda pastroq havo zichligi bu sovutish mexanizmini ishdan chiqaradi. Issiqlikni tashish uchun kamroq havo molekulalari mavjud bo'lsa, issiqlik uzatish samaradorligi pasayadi.

Shunday qilib, lasan va kontaktlar dengiz sathidan ko'ra sezilarli darajada qiziydi. Bu xuddi bir xil elektr yuki ostida ham sodir bo'ladi.

Bu ortiqcha issiqlik zararsiz emas. U komponentning ichki haroratini maksimal dizayn chegaralariga yaqinroq yoki hatto undan ham oshib ketadi. Dengiz sathida mukammal ishlaydigan passiv sovutish strategiyalari umuman etarli bo'lmaydi.

Butun tizim uchun sovutish talablari-qayta baholanishi kerak. Sohil bo'yidagi shahardagi ochiq havo panelida mukammal ishlaydigan-rele tezda qizib ketishi va tog'da joylashgan panel ichida ishlamay qolishi mumkin.

Qisqaruvchi uchqun bo'shliqlari

Havo faqat sovutish uchun emas. Bu o'rni o'tkazuvchi qismlari o'rtasida elektr tokining yoyilishiga yo'l qo'ymaydigan asosiy izolyator. Uning elektr buzilishiga qarshilik ko'rsatish qobiliyati balandlikda dielektrik quvvat deb ataladi.

Havoning dielektrik kuchi uning bosimiga juda bog'liq. Bu munosabatlar Paschen qonunida tasvirlangan.

Soddalashtirilgan so'zlar bilan aytganda, Paschen qonunida aytilishicha, gazning parchalanish kuchlanishi gaz bosimi va bo'shliq masofasining mahsuloti funktsiyasidir. Buzilish kuchlanishi yoyni boshlash uchun zarur bo'lgan kuchlanishdir.

Balandlik oshgani sayin havo bosimi pasayadi. Paschen qonuniga ko'ra, bu bir xil jismoniy bo'shliqqa sakrash uchun pastroq kuchlanish kerakligini anglatadi.

10000 fut (3000 metr) balandlikda havoning dielektrik kuchi 30% ga kamayishi mumkin. Dengiz sathida ma'lum bir kuchlanishga bardosh berish uchun mo'ljallangan izolyatsion havo bo'shlig'i endi sezilarli darajada zaif.

Bu ichki kamon xavfini keskin oshiradi. Yoy ochiq kontaktlar o'rtasida, kontaktlar va bobin o'rtasida yoki yuqori potentsial farqli har qanday ikkita nuqta o'rtasida paydo bo'lishi mumkin.

Bunday hodisa halokatli bo'lishi mumkin. Bu kontaktlarni payvandlashning yopilishiga, o'rni to'liq yo'q qilinishiga va u boshqaradigan kontaktlarning zanglashiga olib kelishi mumkin. Xavf, ayniqsa, yuqori kuchlanishlarni almashtiradigan tizimlarda o'tkirdir.

Yuqori harorat omili

Atrof-muhitning yuqori harorati alohida, ammo bir xil darajada zarar etkazuvchi ekologik omildir. Bu ko'pincha baland balandlikda (masalan, tog'dagi quyosh nuri{1}}bina ichida) sodir bo'lsa-da, uning relega ta'siri noyobdir. Ularni alohida tahlil qilish kerak.

Harorat o'rni asosiy moddiy xususiyatlariga bevosita hujum qiladi. Bu elektr va mexanik yaxlitlikka ta'sir qiladi.

Voqealar zanjiri aniq. Ko'tarilgan muhit harorati butun komponentning asosiy haroratini oshiradi. Bu uning ish faoliyatini yomonlashtiradi va qarish jarayonini tezlashtiradi.

Bobin jumboq

O'rni bobini yaratish uchun ishlatiladigan sim, odatda mis, qarshilikning ijobiy harorat koeffitsientiga ega. Bu shuni anglatadiki, harorat ko'tarilganda uning elektr qarshiligi ortadi.

Bu aloqa o'rni ishga tushirishda muhim ahamiyatga ega. Bobinning umumiy harorati atrof-muhit harorati va o'z quvvat sarfi (o'z-o'zidan{1}}isitish) natijasida harorat ko'tarilishi yig'indisidir.

Atrof-muhit harorati allaqachon yuqori bo'lsa, lasanning ishga tushirish qarshiligi yuqori bo'ladi. Quvvat berib, oʻzini{1}}isitgani sayin qarshilik yanada oshadi. Bobin qarshiligiga harorat ta'siri to'g'ridan-to'g'ri va oldindan aytib bo'ladi.

Bu Ohm qonuniga asoslangan muammoga olib keladi (I=V/R). Tekshirish sxemasi o'rni bobiniga nisbatan qattiq kuchlanishni (V) beradi. Issiqlik ta'sirida g'altakning qarshiligi (R) ortishi bilan u orqali o'tadigan oqim (I) kamayishi kerak.

Bobin tomonidan yaratilgan magnit maydonning kuchi ushbu oqimga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir. Pastroq oqim kuchsiz magnit maydonga olib keladi.

Bu zaiflashgan maydon armaturani ishonchli tarzda ishga tushirish va kontaktlarni yopish uchun etarli bo'lmasligi mumkin. Bu holat "tortish{1}}" xatosi sifatida tanilgan. O'rni yoqilmasligi yoki davlatlar o'rtasida suhbatlashishi mumkin. Bu muammo nazorat kuchlanishi belgilangan tolerantlik diapazonining past chegarasida bo'lganida eng aniq namoyon bo'ladi.

Moddiy stress va umr ko'rish muddati

Bobinga bevosita ta'sir qilishdan tashqari, yuqori haroratlar o'rni jismoniy qismlariga zarar etkazish urushini olib boradi.

Izolyatsiya materiallari ayniqsa himoyasiz. Bunga lasan simidagi emal qoplamasi va bobin va korpus uchun ishlatiladigan plastmassa kiradi. Yuqori issiqlikda uzoq vaqt ta'sir qilish ularning qarish jarayonini tezlashtiradi.

Ushbu materiallar mo'rt bo'lib qoladi. Ular izolyatsion xususiyatlarini yo'qotadilar. Ular yorilishi yoki jismoniy ishlamay qolishi mumkin, bu esa qisqa tutashuvlarga yoki mexanik qulashga olib keladi.

Kontakt materiallari ham ta'sir qiladi. Yuqori haroratlar kontakt yuzalarida oksidlanish tezligini tezlashtirishi mumkin. Ushbu oksid qatlami kontakt qarshiligini oshiradi, bu esa o'z navbatida yukni almashtirishda aloqa nuqtasida ko'proq issiqlik hosil bo'lishiga olib keladi.

Bu qarshilik va haroratni oshirishning ayovsiz aylanishini yaratadi. Oxir-oqibat, bu kontaktlarning zanglashiga olib keladi yoki payvandlash. Umumiy ta'sir - relening ishlash muddati va aylanish tezligining sezilarli darajada qisqarishi.

Deating Playbook

Nazariyadan amaliyotga o'tish tizimli yondashuvni talab qiladi. Deating - bu taxmin emas. Bu komponent duch keladigan ekologik stresslarga asoslangan hisoblangan tuzatish.

Ushbu bo'lim yuqori harorat va baland balandlikda o'rni to'g'ri o'chirish bo'yicha harakat qilish mumkin bo'lgan qadamlarni beradi. Maqsad - qurilma uchun yangi, xavfsiz ishlash chegaralarini aniqlash.

Biz bu jarayonni amaliy muhandislik stsenariysi bilan tuzamiz. Tog'-chang'i kurortining aloqa kulbasida boshqaruv paneli uchun o'rni tanlash va belgilashimiz kerak. Joylashuvi 11000 fut (taxminan 3350 metr) balandlikda. Asboblar maksimal ichki panel harorati 60 darajaga yetishi mumkinligini ko'rsatadi.

Deating omillarini tushunish

O'rnimizni pasaytirish koeffitsienti multiplikator bo'lib, deyarli har doim 1,0 dan kam. Muayyan ish sharoitlarini sozlash uchun u o'rni nominal qiymatlariga qo'llaniladi.

Ishlab chiqaruvchilar ko'pincha bu omillarni o'zlarining ma'lumotlar varaqlarida taqdim etadilar. Ular odatda grafik yoki jadval shaklida ko'rinadi. Ular yo'q bo'lganda, belgilangan muhandislik qoidalari qo'llanilishi kerak.

Detingni talab qiladigan asosiy parametrlar:

Aloqa oqimi / yuklanish kuchlanishi: Bu eng muhim dering hisoblanadi. Kontaktlarni xavfsiz almashtirishi mumkin bo'lgan quvvat miqdori kamayadi.

Boshqarish kuchlanishi (ishlatish-kerakli kuchlanish): Bobinni ishonchli quvvatlantirish uchun zarur bo'lgan minimal kuchlanish ortadi.

Maksimal muhit harorati: maʼlumotlar varagʻida koʻrsatilgan ish shipi balandlikning oʻz-oʻzini isitish effekti-bilan samarali pasaytiriladi.

Quyida dering omillarining vakili jadvali keltirilgan. Bu misol ekanligini tushunish juda muhimdir. Siz foydalanayotgan o'rni uchun har doim maxsus ishlab chiqaruvchining ma'lumotlar jadvaliga murojaat qiling, chunki bu haqiqatning yagona manbai.

Ushbu jadval aniq ko'rsatadiki, harorat va balandlikning oshishi bilan o'rni hajmi sezilarli darajada kamayadi.

Bosqichma-bosqich-bosqichma-{1}}Hisoblash

Eng qiyin stsenariylar ham yuqori haroratli, ham baland balandlikdagi muhitlarni o'z ichiga oladi. Ularning ta'siri kümülatifdir. Koloradodagi togʻ-changʻi kurortimiz stsenariysida estafetaning haqiqiy jahon sigʻimini-bosqichma-bosqich-hisoblash boʻyicha bosqichma-bosqich{4}}bu yerda.

Faraz qilaylik, biz dengiz sathida 250 VAC da 10 Amper nominal ma'lumotlar jadvaliga ega o'rni tanladik. Atrof-muhitning maksimal ish harorati 70 daraja.

1-qadam: Ma'lumotlar jadvalidan boshlang.

Birinchi va eng muhim qadam ishlab chiqaruvchining ma'lumotlar varag'ini olishdir. "Maksimal o'tish qobiliyati", "Atrof-muhit harorati xususiyatlari" yoki "Balandlikni pasaytirish egri chizig'i" deb nomlangan jadvallarni qidiring.

2-qadam: Haroratni pasaytirishni qo'llang.

Ko'pgina ma'lumotlar varaqlari atrof-muhit haroratiga nisbatan ruxsat etilgan kontakt oqimini ko'rsatadigan grafikni taqdim etadi. Bu egri odatda xona haroratida nominal oqimdan boshlanadi va pastga qarab egiladi.

Bizning stsenariymiz uchun biz grafikning harorat o'qida 60 daraja nuqtasini topamiz. Keyin egri chiziqqa va bo'ylab joriy o'qga o'tamiz. Faraz qilaylik, grafik 60 gradusda ruxsat etilgan maksimal oqim 7 Ampergacha kamayganligini ko'rsatadi.

Harorat-Toʻgʻrilangan oqim=7 A.

Bu 60 daraja relening sig'imi, lekin hali ham dengiz sathida.

3-qadam: Balandlikni pasaytirishni qo'llang.

Endi biz 11 000 fut (3 350 m) balandlikni hisobga olishimiz kerak. Biz oqim va kuchlanish ko'rsatkichlariga balandlikni pasaytirish omilini qo'llashimiz kerak.

Ishlab chiqaruvchining balandlik jadvaliga murojaat qilib yoki standart muhandislik qoidasidan foydalangan holda, biz ~ 3,350 m da joriy reyting 0,82 koeffitsientga tushirilishi kerakligini aniqlashimiz mumkin. Dielektrik kuchining pasayishi tufayli kuchlanish darajasi 0,78 koeffitsientga tushirilishi kerak.

Biz bu omillarni haroratga sozlangan{0}}qiymatlarga qo'llaymiz:

Yakuniy pasaytirilgan joriy=7 A * 0.82=5.74 A

Yakuniy pasaytirilgan kuchlanish=250 VAC * 0.78=195 VAC

Natija keskin. 10 Amp, 250 VAC o'rni endi, aslida, mo'ljallangan ish muhitida 5,7 Amp, 195 VAC o'rni. Uni 9 amperlik yukni almashtirish uchun belgilash muvaffaqiyatsizlikni kafolatlaydi.

4-qadam: Bobin kuchlanishini tekshiring.

Nihoyat, biz lasanga murojaat qilamiz. O'rni uchun zarur bo'lgan minimal "ishlash{1}}" kuchlanishi mos yozuvlar haroratida belgilanadi, odatda 25 daraja. Bu talab qilinadigan kuchlanish harorat bilan ortadi.

Umumiy qoida shundan iboratki,-ishlash kuchlanishi mos yozuvlar haroratidan har 1 darajaga ko'tarilganda taxminan 0,4% ga oshadi.

Bizning ish harorati 60 daraja, ya'ni 25 daraja ko'rsatkichdan (60 - 25=35) 35 darajaga ko'tariladi.

Voltaj oshishi=35 daraja * 0,4%/ daraja=14%

Agar o'rni lasanining nominal kuchlanishi 24 VDC bo'lsa va ma'lumotlar varag'ida 25 daraja nominalning 75% (18 VDC) ish kuchlanishi- belgilangan bo'lsa, 60 gradusdagi yangi minimal talab qilinadigan kuchlanish:

Yangi -Ishlash kerak bo'lgan kuchlanish=18 VDC * 1.14=20.52 VDC

Boshqarish pallasining ishga tushishini ta'minlash uchun barcha sharoitlarda o'rni kamida 20,52 VDC ishonchli tarzda ta'minlashi kerak.

Deatingdan tashqari: yumshatish

Matematik pasaytirish muhim bo'lsa-da, tizim dizayniga yaxlit yondashuv ishonchlilikni yanada oshirishi mumkin. Ushbu strategiyalar yanada mustahkam tizimni yaratish uchun deratatsiya bilan birgalikda ishlaydi.

Biz har doim og'ir ekologik sharoitlarni yumshatish uchun yana nima qilish mumkinligini so'rashimiz kerak.

Proaktiv dizayn

Komponent tanlash:Eng oson yo'l ko'pincha boshidan atrof-muhit uchun mo'ljallangan komponentlarni tanlashdir. Balandlik yoki kengaytirilgan harorat diapazonida ishlash uchun maxsus baholangan relelarni qidiring. Masalan, germetik muhrlangan o'rni boshqariladigan ichki atmosferani (masalan, azot) o'z ichiga oladi. Bu atmosfera tashqi havo bosimiga ta'sir qilmaydi, bu dielektrik quvvat uchun balandlik muammosini to'liq hal qiladi. Kengroq ichki aloqa bo'shliqlari bo'lgan o'rni, shuningdek, kamonga qarshi kattaroq xavfsizlik chegarasini ta'minlashi mumkin.

Korpus va sovutish:Sovutish talablarining ahamiyatini oshirib bo'lmaydi. Yuqori{1}}balandlik yoki yuqori-haroratli muhitda passiv sovutish ko'pincha etarli emas. Muhim qismlarga doimiy havo oqimini ta'minlash uchun fanatlar bilan majburiy havo sovutishni qo'shing. Panelni yotqizayotganda issiqlikka sezgir qismlarni, masalan, o'rni{5}}salqin havo yo'liga joylashtiring. Ularni quvvat manbalari kabi asosiy issiqlik manbalaridan uzoqroq tuting. Odatdagidan kattaroq korpuslardan foydalanish issiqlik tarqalishi uchun ko'proq sirt maydoni va havo aylanishi uchun ko'proq hajmni ta'minlaydi.

O'chirish himoyasi:Ishlash chegaralari sezilarli darajada kamayganligi sababli, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan himoyasi birinchi o'ringa chiqadi. Sigortalar yoki o'chirgichlarning o'lchamiga qarab to'g'ri ekanligiga ishonch hosil qilingtushirilgannominal emas, balki joriy qiymatlar. Bu o'rni xavfli haddan tashqari yuk holatiga tushishidan oldin himoya moslamasining o'chib ketishini ta'minlaydi.

Manba va spetsifikatsiya

Komponentlarni belgilash va manbalarni tanlashda aniqlik muhim ahamiyatga ega. Ta'minotchilaringizga ilovaning to'liq ekologik profilini taqdim eting. Minimal va maksimal harorat, balandlik va tebranish yoki namlik kabi boshqa omillarni o'z ichiga oladi.

Ayrim tarmoqlar, xususan, aerokosmik va harbiy sohalarda ushbu talablarni kodlovchi uzoq-o‘rnatilgan va qat’iy standartlar mavjud. O'rni uchun MIL{2}}PRF oila standartlari kabi spetsifikatsiyalar atrof-muhitning haddan tashqari ko'rsatkichlarini hisobga oladi. Bunday standartga iqtibos keltirish yoki unga mos keladigan komponentdan foydalanish yuqori darajadagi ishonchni ta'minlaydi.

Yaxshi yetkazib beruvchi qimmatli hamkor bo'lishi mumkin. Ular sizga shunchaki adekvat emas, balki sizning maxsus dasturingiz muammolari uchun maqbul bo'lgan komponentni tanlashda yordam berishi mumkin.

Xulosa: Ishonchlilik ustuni

O'rnimizni to'g'ri spetsifikatsiyasi ma'lumotlar varag'idagi oqim va kuchlanishni moslashtirishdan ko'ra ko'proq. Dengiz sathidan-tashqari, iqlimi nazorat qilinadigan xona-har qanday muhitda chuqurroq muhandislik mahorati talab etiladi.

Biz yuqori harorat va baland balandlikning egizak tahdidlari releyning asosiy funktsiyalarini qanday qilib to'g'ridan-to'g'ri buzishini ko'rdik. Ular o'zini sovutish qobiliyatiga hujum qilishadi. Ular kamondan izolyatsiya qilish qobiliyatini buzadi. Ular g'altakning harakatlanishining asosiy mexanikasiga ta'sir qiladi.

Ushbu omillarni hisobga olmaslik dizayndagi nuqsondir. Natijada paydo bo'ladigan tizim oldindan aytib bo'lmaydigan, ishonchsiz va potentsial xavfli bo'ladi.

Releni bekor qilish ixtiyoriy sozlash yoki muhandislik amaliyotidan-konservativ amaliyot emas. Bu moʻljallangan xizmat muddati davomida xavfsiz va ishonchli ishlaydigan tizimlarni loyihalash va qurish uchun-asosiy, munozarali boʻlmagan talabdir. Bu ishonchli muhandislik amaliyotining ustunidir.

Maksimal ishonchlilik uchun 12V o'rni va rozetkani mukammal ulash bo'yicha qo'llanma

Nima uchun arzon 12V o'rni kuyishga moyil? Yashirin zanjir tahdidlari

12V o'rni sifatini qanday aniqlash mumkin? To'liq sinov qo'llanma

Agar 12V o'rni ishga tushmasa, lekin bobin quvvatlangan bo'lsa, nima qilishim kerak?