温度ヒューズの原理

温度ヒューズまたは温度遮断は、過熱に対して回路を開く安全装置です。短絡や部品の故障による過電流による発熱を検知します。温度ヒューズは、回路ブレーカーのように温度が低下しても自動的にリセットされません。温度ヒューズが故障したり作動したりした場合は、交換する必要があります。
電気ヒューズや回路ブレーカーとは異なり、温度ヒューズは過大な温度にのみ反応し、過大な電流が温度ヒューズ自体をトリガー温度まで加熱するのに十分でない限り、過大な電流には反応しません。温度ヒューズを例として紹介します。実際のアプリケーションにおける主な機能、動作原理、および選択方法。
1. 温度ヒューズの働き
温度ヒューズは主に溶融剤、溶融管、外部充填剤で構成されています。使用中、温度ヒューズは電子製品の異常な温度上昇を感知することができ、温度は温度ヒューズの本体とワイヤーを通じて感知されます。温度が溶融物の融点に達すると、溶融剤は自動的に溶融します。特殊なフィラーの働きにより溶融剤の表面張力が高まり、溶融後は球状となり、回路を遮断して火災を防ぎます。回路に接続された電気機器の安全な動作を確保します。
2. 温度ヒューズの動作原理
過熱保護のための特殊なデバイスとして、温度ヒューズはさらに有機温度ヒューズと合金温度ヒューズに分類できます。
このうち有機温度ヒューズは、可動接点、溶融剤、スプリングから構成されており、有機温度ヒューズが作動する前は、一方のリード線から可動接点を通り、金属ケースを通ってもう一方のリード線に電流が流れます。外気温が設定限界温度に達すると、有機物の溶融物が溶けて圧縮バネ装置が緩み、バネの伸びにより可動接点と片側リードが離れ、回路がオープン状態になったら、可動接点とサイドリード間の接続電流を遮断して、溶断の目的を達成します。
アロイタイプ温度ヒューズは、線材、溶融剤、特殊混合物、シェル、封止樹脂から構成されています。周囲（周囲）の温度が上昇すると、特殊な混合物が液化し始めます。周囲の温度が上昇し続け、溶融剤の融点に達すると、溶融剤が溶融し始め、特殊混合物の促進により溶融した合金の表面に張力が生じ、この表面張力を利用して溶融した感熱素子が発熱します。毛玉が発生し、両側に分離され、永久的な回路カットが実現します。可溶合金温度ヒューズは、組成の溶融剤に応じてさまざまな動作温度を設定できます。
3. 温度ヒューズの選び方
(1) 選択した温度ヒューズの定格使用温度は、電気機器に使用される材料の耐熱グレード未満である必要があります。
(2) 選択した温度ヒューズの定格電流は、保護対象機器またはコンポーネントの最大動作電流 / 低減率後の電流以上である必要があります。回路の動作電流が 1.5A であると仮定すると、温度ヒューズの溶断性能の信頼性を確保するには、選択した温度ヒューズの定格電流が 1.5/0.72、つまり 2.0A 以上に達する必要があります。
(3) 選択した温度ヒューズの溶融体の定格電流は、保護される機器またはコンポーネントのピーク電流を回避する必要があります。この選択原則を満たすことによってのみ、回路内で通常のピーク電流が発生したときに温度ヒューズが溶断反応を起こさないことが保証されます。特に、適用される回路システム内のモーターを頻繁に起動する必要がある場合、またはブレーキ保護が必要な場合は、必要な場合は、保護対象のデバイスまたはコンポーネントのピーク電流を回避するために、選択した温度ヒューズの溶融剤の定格電流を 1 ～ 2 レベル増やす必要があります。
(4) 選択した温度ヒューズのヒューズ定格電圧は、実際の回路電圧より大きくなければなりません。
(5) 選択した温度ヒューズの電圧降下は、適用される回路の技術要件に適合する必要があります。この原則は高電圧回路では無視できますが、低電圧回路では、ヒューズの性能に対する電圧降下の影響を十分に評価する必要があります。電圧降下は回路動作に直接影響するため、温度ヒューズを選択する際には注意してください。
(6) 温度ヒューズの形状は被保護機器の形状に合わせて選択してください。たとえば、保護されるデバイスは一般的に環状の形状をしているモーターであり、スペースを節約し、良好な温度感知効果を達成するために、通常は管状の温度ヒューズが選択され、コイルのギャップに直接挿入されます。別の例として、保護対象のデバイスが変圧器で、そのコイルが平面である場合、温度ヒューズとコイルの間の接触が良くなり、より良い保護効果が得られる正方形の温度ヒューズを選択する必要があります。
4. 温度ヒューズ使用上の注意
(1) 温度ヒューズには、定格電流、定格電圧、使用温度、溶断温度、最高温度などに関して明確な規定と制限があり、上記の要件を満たすことを前提に柔軟に選択する必要があります。
(2) 温度ヒューズの取り付け位置の選択には特に注意が必要です。つまり、温度ヒューズの応力が、装置内での主要部品の位置変化の影響によりヒューズに伝わらないようにする必要があります。全体的な動作パフォーマンスへの悪影響を避けるために、完成品や振動要因を考慮してください。
(3) 温度ヒューズの実動作においては、ヒューズが切れた後も最高許容温度を下回っている場合には、温度ヒューズを取り付ける必要があります。
(4) 温度ヒューズの設置場所は、湿度が 95.0% を超える機器や装置内ではありません。
(5) 温度ヒューズの設置位置については、誘導効果の良好な場所に設置してください。設置構造については、熱障壁の影響を極力避けてください。加熱の影響で熱線の温度がヒューズに伝わらないように、ヒーターと接続して設置してください。
(6) 温度ヒューズを並列接続したり、過電圧・過電流要因の影響を受け続けた場合、異常な内部電流により内部接点が損傷し、温度ヒューズ素子全体の正常な動作に悪影響を及ぼす可能性があります。したがって、このタイプのヒューズ デバイスの使用は、上記の条件下では推奨されません。
温度ヒューズは信頼性の高い設計になっていますが、1 つの温度ヒューズで対応できる異常事態には限界があり、機械異常時に回路を遮断することができません。そのため、ヒューズの異なる温度ヒューズを 2 つ以上使用してください。機械が過熱する場合、誤動作により人体に直接影響を及ぼす場合、ヒューズ以外の回路遮断装置がない場合、高度な安全性が要求される場合。