Drahtstärke für Niederspannungs-, Hochstrom-DC-Anwendung

In den letzten Wochen habe ich ein ferngesteuertes Auto für meinen Sohn gekauft, zusammen mit einigen Batterien und einem Ladegerät, das mit ihnen und seinen anderen RC-Spielzeugen funktioniert. Um es kurz zu machen, wäre es großzügig zu sagen, dass die RC-Industrie viele "Standards" für ihre elektrischen Steckverbinder hat. Vielmehr scheint es eine fast grenzenlose Menagerie willkürlich geformter Kunststoff- und Metallteile zu geben, um Batterien mit ihren jeweiligen Spielzeugen und Ladegeräten zu verbinden.

Folglich ist der Konsensrat, den ich von Freunden, Online-Recherchen und unserem örtlichen Hobbygeschäft erhalten habe, die heterogenen Steckverbinder von unseren verschiedenen Komponenten abzuschneiden und einen Standardtyp in unserer gesamten Flotte anzulöten. OK, das kann ich machen.

Ich habe jedoch Schwierigkeiten bei der Auswahl geeigneter Steckverbinder und Kabel, da ich die Auswirkungen auf die Sicherheit bei dieser Anwendung nicht verstehe. Ich habe genug Hausverkabelung durchgeführt, um die richtigen Kabel / Unterbrecher / Steckdosen / etc. auszuwählen. für 120 V Wechselspannung. Leider traue ich dem Verständnis meines Laien für elektrische/elektronische Prinzipien nicht, sichere Heimverkabelung in sichere RC-Car-Verkabelung zu übersetzen.

Der Kern des Problems ist, dass ich für einige dieser RC-Komponenten erstaunliche Zahlen sehe – wie 100 A maximale Zugkraft für die elektronische Geschwindigkeitsregelung (ESC) des Autos oder 65 A für einen bürstenlosen Hochleistungsmotor. Ich sage "umwerfend", weil der Hauptschalter in meinem Haus 100 A hat und wir hier über ein kleines Spielzeugauto sprechen.

Natürlich verwendet mein Haus 120 V Wechselstrom, und dieses Spielzeug verwendet (nominell) 7,4 V - 11,1 V Gleichstrom. Mein Bauch sagt mir also, dass ich keine große Metallplatte wie den Hauptbus in der Unterbrecherverkleidung meines Hauses brauche, um Elektronen sicher von der Batterie des Spielzeugautos zu seinem Motor zu transportieren. Ich meine, 100 A bei 120 V müssen irgendwie "mehr" sein als 100 A bei 7,4 V, oder? Dies wird durch die Tatsache unterstützt, dass das Auto mit 12-AWG-Kabeln geliefert wird, nicht mit dem Kabel in Hot-Dog-Größe, das beispielsweise 50 A zu meinem Ofen führt.

Wenn ich mir jedoch die Datenblätter für meine Stecker- und Kabeloptionen ansehe, scheinen die meisten Dinge danach bewertet zu werden, wie viel Strom sie verarbeiten können, ohne eine Spannung anzugeben. In ähnlicher Weise habe ich eine Reihe von Beiträgen in anderen Foren gelesen, in denen im Wesentlichen "Verstärker sind Verstärker" für Sicherheits- / Heizzwecke stehen, unabhängig davon, ob es sich um Wechselstrom oder Gleichstrom handelt. Auch hier erwähnen nur wenige die Spannung.

Also, mit all dem als Kontext, meine Frage ist:

  • Spielt entweder die Art des Stroms (Wechselstrom oder Gleichstrom) oder die Spannung eine Rolle bei der Auswahl eines sicheren Steckers/Kabels, um eine bestimmte Anzahl von Ampere zu führen?

Um es noch einmal zusammenzufassen: Ich versuche, Steckverbinder für beispielsweise bis zu 15 V DC über ein paar Zentimeter lange Drähte zu standardisieren. In der Praxis wird der Strom wahrscheinlich einige zehn Ampere betragen. Aber die Batterie ist für eine Entladung von 300 A ausgelegt (kein Scherz!) Und das Ding, das sie antreibt (der ESC), hat eine Nennleistung von 100 A. Ich gehe also davon aus, dass ich Steckverbinder verwenden sollte, die 100 A bei 15 VDC verarbeiten können.

Entschuldigung für meine Ausführlichkeit; Ich will nur sichergehen, dass ich weder das neue Spielzeug meines Sohnes noch unser Haus niederbrenne. Vielen Dank im Voraus für Ihre Hilfe.

Antworten (3)

Vergessen Sie Dinge wie den Motorstartstrom – hier zählt der Strom, der zum Laden einer entladenen Batterie benötigt wird. Das Laden erfolgt mit Niederspannung, sodass die Isolierung kein Problem darstellt. Die vorhandenen Ladekabel sind aller Wahrscheinlichkeit nach ausreichend dimensioniert (wahrscheinlich nur marginal, um Kosten zu sparen), also etwas dickere Kabel verwenden. Wenn das größte Ladekabel beispielsweise 18 AWG hat, verwenden Sie 16 AWG für Ihre Verbindungen. Beginnen Sie in diesem Sinne und überprüfen Sie die Wärmeentwicklung beim Laden - ein geringer Temperaturanstieg ist in Ordnung, aber eine deutliche Erwärmung bedeutet, dass das Kabel unterdimensioniert ist. Lieber sicher sein, als dass es einem Leid tut.

Ich denke, das Problem ist die Entladerate, nicht die Laderate. Wenn ich die LiPo "C-Bewertung" und die grundlegende Verwendung von RC-Autos richtig verstehe, werde ich diese Batterien mit ~ 5 A aufladen, aber sie mit vielleicht einem Mehrfachen dieser Rate entladen. Scheint das richtig zu sein?

Spannung verbrennt keine Anschlüsse, der Strom schon. Unabhängig von der elektrischen Potentialdifferenz. Drähte werden auch durch Strom erhitzt (und manchmal geraucht), und Stecker rauchen durch Strom. Kabel werden durch Verlustleistung über Kabelwiderstand und fließenden Strom verbrannt. Deshalb erwähnt die RC-Industrie keine Spannung. [Die Spannung ist jedoch wichtig, wenn Sie den ersten Kontakt herstellen oder einen elektromechanischen Schalter verwenden].

Warum lassen Sie Ihren Sohn das nicht selbst herausfinden, er wird wahrscheinlich besser auf das wirkliche Leben vorbereitet sein, wenn er ein oder zwei Spielzeuge brät (meins tat es!).

Und ja, Sie müssen Ihre Anschlüsse und Kabel für die richtige Strombelastbarkeit des RC-Spielzeugs dimensionieren. Aus diesem Grund hat die RC-Industrie eine Reihe von Bananenkupplungen für jeden Fall, ebenso wie die Elektronikindustrie Tausende von Hohlsteckern für geeignete Anwendungsfälle hat. Sie können Ihre gesamte Flotte auf den höchsten Nenner „standardisieren“, aber es wird nicht optimal sein.

Zur Bestätigung: Strom bestimmt die erforderliche Leitergröße und Spannung bestimmt die erforderliche Isolationsgröße? Und der erforderliche Leiter / die Isolierung sind unabhängig davon, ob der Strom AC oder DC ist (für Niederfrequenzanwendungen)?
@manniongeo, nicht genau. Die Leitergröße wird durch den Strom UND die verfügbare Wärmeableitungsfähigkeit des Kabelbaums, die Nähe zu massiven Kühlkörpern / Anschlüssen, den Luftstrom usw. bestimmt. In Bezug auf die Spannung hält so ziemlich jedes Harz / Kunststoff / Vinyl etwa 200-300 V, Stromnetz Wechselstrom oder Gleichstrom.

Es ist möglich, dass das "kleine Spielzeugauto" ein Einstiegsmodell ist und bescheidenere Anforderungen hat als die extremen Systeme, die von Enthusiasten gebaut wurden - aber wenn Ihr Sohn seine Weihnachtsgeschenke mit einem Hot Rod fahren möchte (das ist ein Sieg, oder?), Werden Sie es irgendwann tun in dieses Gebiet ziehen.

Abhängig von der Größe und dem Stil des Motors, der Steuerung usw. können anfangs 25 A ausreichen, später 50-100 A. Wenn Sie jedoch mit Komponenten mit einer Nennleistung von 100 A beginnen, bewerten Sie die Steckverbinder ebenfalls. Und unter 50 V gibt es keinen Grund, sich über Spannungskompatibilität oder Isolationssicherheit von Steckverbindern oder Kabeln Gedanken zu machen. Alles wie eine Motorsteuerung, ein Schalter oder ein Relais, das nur für 12 V oder 24 V ausgelegt ist, wird dies im Datenblatt und (normalerweise) im Gehäuse angeben.

Zwei Dinge unterscheiden sich zwischen Ihrem Haushaltsherd und dem Auto, selbst wenn beide für die gleiche Stromstärke ausgelegt sind.

  1. Das Auto ist viel kleiner als Ihr Haus: Widerstand über ein paar Zentimeter Kabel erzeugt einen gewissen Verlust, aber Widerstand über fünfzehn Meter verursacht eine viel größere Energieverschwendung. Allerdings frisst jeder kleine Verlust Leistung. Wenn Sie zwei gleichwertige Autos haben, rüsten Sie die 12-AWG-Kabel in einem auf 6-AWG-Kabel auf und sehen Sie, ob es schneller geht.
  2. Die Einschaltdauer ist durch den Akku auf wenige Minuten begrenzt, und wenn Sie die Leistung erhöhen, sinkt die Akkulaufzeit weiter. Sie können kurzzeitige Überlastungen tolerieren, die im Dauerbetrieb Bauteile zum Schmelzen bringen würden. (Als ich eine Freundin in Amerika zu Thanksgiving besuchte, fiel ihre Hausverkabelung aus, gerade als der Truthahn fertig war!) Suchen Sie nach einem schnellen Lauf nach überhitzten Kabeln oder Anschlüssen und rüsten Sie sie gegebenenfalls auf.
Weitere Lektüre zeigt, dass dieses Auto für 14 A Dauerstrom / 100 A max. ausgelegt ist. Welche Größe sollte ich für das vorliegende Szenario wählen? Angenommen, er bleibt dabei (was meiner Meinung nach cool wäre!), Würden der verbesserte Motor und der ESC auf 200 A kontinuierlich / 320 A max springen. Was ich mir jedoch nicht vorstellen kann, ist, dass die aufgerüsteten Teile 12-Gauge-Draht verwenden - was angesichts der Diagramme, die ich gesehen habe, für 200 A viel zu klein erscheint. Was vermisse ich?
Ich hoffe, das Haus Ihres Freundes – und Ihr Thanksgiving-Vogel – hat es unbeschadet überstanden.
@manniongeo es brauchte einen neuen Sicherungskasten und einen freundlichen Elektriker, aber es wurde kein langfristiger Schaden angerichtet.
14 A cont, 100 A max klingt nach dem Unterschied zwischen normalem Lauf- und Stillstandsstrom. Eine kleine Lektüre über Motoren wird das klären. tl/dr = Den Motor nicht lange abwürgen. 200 A Dauerstrom würde auf einen Stillstandsstrom von über 1000 A und nicht auf 320 A hindeuten, also stimmt bei diesen Nennwerten etwas nicht. Wenn 320 A ein Stillstandsstrom ist, kann der Dauerstrom 40-50 A betragen, also bedenken Sie dies bei der Auswahl der Komponenten.