Hur man beräknar ett spänningsfall

Förstå spänningsfallsberäkningar
Så vi har redan täckt strömförsörjningen av ditt NMEA 2000-nätverk. Nu måste vi förstå grunderna bakom spänningar på ett nätverk och hur insättning av strömförsörjning måste övervägas. I den här artikeln kommer vi att täcka spänningsfallsberäkningar, vilket förklarar varför den tidigare artikelns grunder är så viktiga.

Spänningsfall är i huvudsak mängden spänning som tas av enheter längs ryggraden, mellan varje enhet och slutet av nätverket. Spänningsfall på ett nätverk begränsas av tillgänglig spänning, vilken typ av strömförsörjning som används och distributionsförlust.

Vi behöver spänningsfallsberäkningar för att säkerställa att alla enheter får tillräckligt med ström.

En sak att komma ihåg med spänningsfallsberäkningar är att det inte alltid är den "sista" enheten i nätverket som kommer att ha det största spänningsfallet, snarare är det enheten som är längst bort från ströminsättningspunkten. (Dropkabellängder är viktiga här).

Vanligtvis finns det två typer av nätverksströmställen;

- Änddriven, där strömförsörjningen bara går åt ett håll och vanligtvis finns i slutet av vänster/höger sida av ryggraden.

Figur 1 -End Powered Network, NMEA-dokumentation

– Mellandriven, där strömförsörjningen driver både vänster och höger sida av stamnätet oberoende, och detta är placerat nära nätverkets mitt.

Figur 2 – Mellandrivet nätverk

På stora nätverk kan det dock finnas ett krav på flera isolerade strömförsörjningar på stamnätet för att säkerställa att varje enhet får tillräckligt med ström. Installation av flera tillbehör bör göras med försiktighet, och det rekommenderas alltid att en certifierad NMEA-installatör utför alla enheter eller ströminstallationer på ditt nätverk.

Om mer än en strömkälla krävs är det viktigt att strömriktningen dras ut. Till exempel, om du har 1 strömförsörjning på mitten på nätet och behöver mer ström längre ner i nätet på höger sida, så ska den andra strömförsörjningen endast anslutas till höger sida.

Flera isolerade strömkällor MÅSTE vara av samma märke och modell

Figur 3 – Flera Power Tap-installationer NMEA-dokumentation

Strömförsörjning och spänningsfallsberäkningar har en "förlustbudget", vilket är det maximala spänningsfallet i stamnätet som är tillåtet, beroende på typ av försörjning.

Detta förklaras i följande tabell från NMEA:

Figur 4 – Förlustbudget NMEA-dokumentation

NMEA spänningsfallskalkylator:
Spänningsfallsberäkningar utförs med Ohms lag, där;

E = I * R
E = Spänningsfall
I = Totalt nätverk LEN (NL)
R = ryggradslängd (BL)
VD = 0,1 * NL * BL * Kabelmotstånd

Kabelmotståndet varierar beroende på vilken kabel som används, Lite, Mid eller Heavy Cable;

Lite = 0,057 Ω / meter
Mitt = 0,015 Ω / meter
Tung = 0,012 Ω / meter

I detta exempel på ett Lite-kabelnätverk;

NL = 10
BL = 12,5

Kabelmotstånd = 0,057

VD = 0,1 * NL * BL * Kabelmotstånd
VD = 0,1 * 10 * 12,5 * 0,057 = 0,71 V

En viktig påminnelse: Om du har en medeldriven ryggrad, måste beräkningarna på vänster och höger sida göras separat.

Ytterligare beräkningar
I vissa installationer används segmentspänningsfallsberäkningar, speciellt om spänningsfallet överskrider de tillåtna gränserna. Det är vanligtvis där fallet överstiger 1,17V från ett batteri och 3,61V när du använder en 13,8VDC strömförsörjning över nätverket.

Segmentspänningsberäkningar görs genom att behandla varje del av stamnätet individuellt och beräkna spänningsfallet över varje segment/fallkabel och enheten som är ansluten till bussen på den platsen. Dessa görs av ett antal skäl, men de vanligaste orsakerna är:

Det initiala uppskattade spänningsfallet från de normala beräkningarna är mycket nära gränsen, därför krävs detaljerade beräkningar för att säkerställa att nätverket kommer att fungera korrekt.

• Om resultatet av den initiala uppskattningen inte är tydligt krävs detaljerade beräkningar.
• Om mer flexibilitet krävs med installationen, eller om enheter behöver flyttas runt tills nätverkets spänningsnivåer är lämpliga.