전력 정격

Power rating
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전기공학 및 기계공학에서 기기의 전력정격은 특정 기기를 통과할 수 있는 최고 전력입력입니다.특정 분야에 따르면 동력이라는 용어는 전기적 또는 기계적 전력을 나타낼 수 있다.전력 정격에는 평균 전력과 최대 전력도 포함될 수 있으며, 기기의 종류와 용도에 따라 다를 수 있습니다.

전력 정격 제한은 일반적으로 제조사에 의해 가이드라인으로 설정되며, 일정한 안전 여유를 허용하면서 기기가 손상되지 않는 수준의 작동을 제공함으로써 기기를 보호하고 대형 시스템의 설계를 단순화합니다.

기기의 종류

방산 장비

주로 전력을 소산하거나 저항기 및 스피커와 같은 기계적 전력으로 변환하는 기기의 경우 일반적으로 주어진 전력 정격은 기기가 안전하게 소산할 수 있는 최대 전력입니다.이 제한의 일반적인 이유는 열이지만 특정 전기기계 장치, 특히 스피커에서는 기계적 손상을 방지하기 위한 것입니다.열이 제한 요소인 경우 전력 정격이 쉽게 계산됩니다.먼저 장치 {\에 의해 안전하게 방산될 수 있는 열의 양을 계산해야 합니다.이는 최대 안전 작동 온도, 장치가 작동하는 주변 온도 또는 온도 범위 및 냉각 방법과 관련이 있습니다. D a {\ 가 디바이스의 최대 안전 동작 온도, A {\ 가 주변 온도, D {\ _ 가 디바이스와 주변 간의 총 열저항인 최대 열방산은 다음과 같습니다.

장치의 모든 전원이 열로 방산되는 경우 이 또한 전력 정격입니다.

기계 기기

장비는 일반적으로 전기 모터 또는 유압 모터의 축에 전달되는 동력으로 평가됩니다.장치의 [1][2][3]효율이 100% 미만이기 때문에 기기에 대한 전력 입력은 더 커집니다.디바이스의 효율은 출력 전력과 손실의 합계에 대한 출력 전력의 비율로 정의되는 경우가 많습니다.일부 유형의 장비에서는 손실을 직접 측정하거나 계산할 수 있습니다.이를 통해 출력 전력 대비 입력 전력의 비율보다 더 정밀하게 효율을 계산할 수 있으며, 여기서 측정 불확실성이 상대적으로 작으면 결과적으로 계산된 효율에 큰 영향을 미칩니다.

전력 변환 장치

변압기 등 주로 다른 형태의 전력 사이를 변환하거나 송전선 등 한 위치에서 다른 곳으로 전력을 전송하는 장치에서는 전력 정격은 거의 항상 장치를 통과하는 최대 전력 흐름을 의미하며 장치 내에서의 소산이 아닙니다.이 제한의 일반적인 이유는 열이며, 최대 열방산량은 위와 같이 계산됩니다.

전력 정격은 보통 실제 전력의 경우 와트, 겉보기 전력의 경우 전압 암페어 단위로 표시되지만, 대규모 전력 시스템에서 사용하는 디바이스의 경우 둘 다 단위 시스템으로 지정될 수 있습니다.케이블의 정격은 통상 최대 전압과 전류 [4]용량을 나타냅니다.전력정격은 냉각방법에 따라 다르므로 공기냉각, [4]수냉 등에 대해 다른 정격을 지정할 수 있습니다.

평균과 최대

AC 작동 장치(예: 동축 케이블, 라우드스피커)의 경우 최대(피크) 전력 정격과 평균 [5][6]전력 정격의 두 가지 전력 정격이 있을 수 있습니다.이러한 장치의 경우 일반적으로 피크 전력 정격은 저주파 또는 펄스 에너지를 지정하지만 평균 전력 정격은 고주파 [5]작동을 제한합니다.평균 전력 계산 정격은 디바이스의 사용 방법에 따라 달라집니다.예를 들어 확성기의 EIA 정격 방식은 음악을 시뮬레이션하고 6dB의 피크 익스커전스를 허용하는 형상 노이즈 신호를 사용하기 때문에 50W의 EIA 정격은 200W의 피크 [6]정격에 해당합니다.

최대 연속 정격

최대 연속 정격(MCR)은 발전소가 1년간 정상 조건에서 연속적으로 생산할 수 있는 최대 출력(MW)으로 정의됩니다.이상적인 상황에서는 실제 출력이 [7]MCR보다 높을 수 있습니다.

선적 내에서 선박은 보통 MCR 90%의 85%인 공칭 연속 정격(NCR)으로 운항합니다.90% MCR은 일반적으로 프로펠러가 설계되는 계약상 출력입니다.따라서 선박 운항 시 통상적인 출력은 MCR의 [8]75~77% 수준이다.

기타 정의

일부 공학 분야에서는 더 복잡한 전력 정격 세트가 사용됩니다.예를 들어 헬리콥터 엔진은 연속 동력(시간 제약 없음), 이륙 및 호버 동력 정격(30시간에서 1시간 작동으로 정의), 최대 보정 동력(2-3분 동안 지속 가능) 및 비상 [9]동력 정격(30분)에 대해 등급이 매겨진다.

전기 모터의 경우 서비스 팩터에 의해 유사한 종류의 정보가 전달됩니다. 서비스 팩터는 정격 출력 전력에 적용되었을 때 모터가 더 짧은 시간 동안 유지할 수 있는 전력 레벨을 제공하는 승수입니다.서비스 팩터는 일반적으로 1.15~1.4 범위이며, 고출력 모터의 경우 수치가 더 낮습니다.서비스 팩터 조정 전력 정격에서 1시간마다 모터는 공칭 전력에서 2~3시간의 수명을 잃습니다. 즉, 이 [4][10]수준에서 계속 작동하면 수명이 절반 이하로 줄어듭니다.서비스 팩터는 ANSI/NEMA MG 1 [11]표준에 정의되어 있으며 일반적으로 [12]미국에서 사용됩니다.서비스 [13]팩터에 대한 IEC 표준은 없습니다.

통상, 제조원이 설정한 안전 범위 이상으로 디바이스의 전력 정격을 초과하면, 동작 온도가 안전 레벨을 넘으면 디바이스가 파손됩니다.반도체에서는 회복 불가능한 손상이 매우 빠르게 발생할 수 있다.대부분의 디바이스의 정격전력을 단기간에 초과해도 해가 되지 않습니다.단, 정기적으로 초과하면 누적적인 손상이 발생할 수 있습니다.

전기 기기 및 전송 라인에 대한 전력 정격은 제안된 부하 지속 시간과 주변 온도의 함수입니다. 예를 들어, 전송 라인 또는 변압기는 더운 날씨보다 추운 날씨에서 훨씬 더 많은 부하를 전달할 수 있습니다.고온 및 절연 열화를 일으키는 순간 과부하는 비상 상황에서 허용 가능한 균형으로 간주될 수 있다.스위칭 디바이스의 전력 정격은 회로 전압 및 전류에 따라 달라집니다.특정 항공우주 또는 군사용 애플리케이션에서 장치는 긴 사용 수명 동안 작동하도록 의도된 장치에서 허용되는 것보다 훨씬 더 높은 정격의 장치를 가질 수 있습니다.

예

오디오 앰프

주요 기사:오디오 파워

오디오 앰프의 전력정격은 일반적으로 테스트 대상 디바이스를 클리핑 개시까지, 제조원 또는 제품 라인에 따라 가변적인 소정의 왜곡 수준까지 구동함으로써 결정됩니다.앰프를 1% 왜곡 레벨로 구동하면 0.01% 왜곡 [14]레벨로 구동하는 것보다 더 높은 정격값을 얻을 수 있습니다.마찬가지로 단일 미드 레인지 주파수로 앰프를 테스트하거나 2채널 앰프의 한 채널만 테스트하면 두 채널이 모두 작동한 상태에서 의도된 주파수 범위에서 테스트하는 경우보다 더 높은 정격을 얻을 수 있습니다.제조업체는 이러한 방법을 사용하여 [14]더 높은 수치를 표시하기 위해 공개된 최대 출력에 클리핑량이 포함된 앰프를 판매할 수 있습니다.

예를 들어 연방거래위원회(FTC)는 공개된 왜곡 수준 이하로 광고된 주파수 범위 전체에 걸쳐 두 채널을 구동하여 장치를 테스트하는 앰프 정격 시스템을 확립했습니다.그러나 Electronic Industries Association(EIA) 정격 시스템에서는 1,000Hz에서 단일 채널을 측정하여 1% 왜곡 수준, 1% 클리핑으로 증폭 전력을 결정합니다.EIA 방법을 사용하면 증폭기가 [14]FTC 방법보다 10~20% 높게 평가됩니다.

태양광 모듈

주요 기사:와트 피크

태양광 발전 모듈의 공칭 전력은 정의된 조명 하에서 저항을 변화시키면서 전류와 전압을 측정하여 결정됩니다.조건은 IEC 61215, IEC 61646 및 UL 1703과 같은 표준에 명시되어 있다. 특히, 빛 강도는 1000 W/m이며2, 여름에는 위도 35°N에서 햇빛과 유사한 스펙트럼이 지표면에 도달하고(기단 1.5), 25°C에서 셀의 온도는 25°C이다.전력은 모듈의 저항 부하를 개방 회로와 폐쇄 회로 사이에서 변화시키면서 측정됩니다.

측정된 최대 전력은 모듈의 공칭 전력(와트)입니다.구어체에서는, 이것을 「Wp」라고 표기하기도 합니다.이 형식은 표준화 단위에 접미사를 추가하여 표준외에 있기 때문에 구어체입니다.공칭 전력을 모듈에 떨어지는 광전력(면적 x 1000 W/m2)으로 나눈 값이 효율입니다.

「 」를 참조해 주세요.

  • VHF, UHF 및 FM 방송의 규제 아날로그인 유효 복사 전력

레퍼런스

  1. ^ Anthony G. Atkins; Tony Atkins; Marcel Escudier (2013). A Dictionary of Mechanical Engineering. Oxford University Press. p. 269. ISBN 978-0-19-958743-8.
  2. ^ Albert Thumann (2010). Plant Engineers and Managers Guide to Energy Conservation. The Fairmont Press, Inc. p. 320. ISBN 978-0-88173-657-1.
  3. ^ William J. Eccles (2008). Pragmatic Power. Morgan & Claypool Publishers. p. 74. ISBN 978-1-59829-798-0.
  4. ^ a b c Mukund R. Patel (2012). Introduction to Electrical Power and Power Electronics. CRC Press. pp. 54–55. ISBN 978-1-4665-5660-7.
  5. ^ a b Jerry C. Whitaker, ed. (2005). The Electronics Handbook, Second Edition. CRC Press. pp. 314–315. ISBN 978-1-4200-3666-4.
  6. ^ a b Gary Davis; Ralph Johnes (1989). The Sound Reinforcement Handbook (2nd ed.). Hal Leonard Corporation. p. 232. ISBN 978-1-61774-545-4.
  7. ^ "IESO". Archived from the original on 2013-09-03.
  8. ^ 덴마크 해사국에서[permanent dead link] 유엔 국제해사기구(IMO)에 신규 선박 설계 CO2 지수 제안
  9. ^ John M. Seddon; Simon Newman (2011). Basic Helicopter Aerodynamics (3rd ed.). John Wiley & Sons. p. 231. ISBN 978-1-119-97272-3.
  10. ^ Michael R. Lindeburg, PE (2013). Mechanical Engineering Reference Manual for the PE Exam. www.ppi2pass.com. pp. 72–. ISBN 978-1-59126-414-9.
  11. ^ "Archived copy" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2014-02-22. Retrieved 2014-02-11.{{cite web}}: CS1 maint: 제목으로 아카이브된 복사(링크)
  12. ^ Hamid A. Toliyat; Gerald B. Kliman (2004). Handbook of Electric Motors. CRC Press. p. 181. ISBN 978-0-8247-4105-1.
  13. ^ Steve Senty (2012). Motor Control Fundamentals. Cengage Learning. p. 81. ISBN 978-1-133-70917-6.
  14. ^ a b c 퀼터, 패트릭(2004년)."앰프 전력 정격 비교 방법"2010-01-11 Wayback Machine Sound and Song에서 아카이브 완료.2010년 3월 18일에 취득.