Тепловые предохранители – Предохранители электрические. Виды предохранителей. Типы предохранителей. Выбор, назначение и устройство

Тепловой предохранитель

Одним из наиболее распространенных электрических коммутационных аппаратов по праву считается предохранитель. Он отключает защищаемую цепь, разрушая при этом, токоведущие части. Разрушение происходит, когда значение электрического тока становится выше определенного значения. Чаще всего, для защиты электрических цепей используется тепловой предохранитель, имеющий простую конструкцию и дающий максимальный эффект.

Действие теплового предохранителя

Во многих конструкциях тепловых предохранителей электрические цепи отключаются, когда расплавляется плавкая вставка. Ее нагрев происходит с помощью тока, протекающего по защищаемой цепи. После того, как цепь отключится, перегоревшая вставка заменяется на исправную. В некоторых случаях производится полная замена предохранителя.

Разнообразие конструкций тепловых предохранителей обусловлено их широким применением. Они используются в самых широких диапазонах, начиная от самых малых токов и заканчивая токами высокого напряжения. Все они имеют одни и те же конструктивные элементы в виде корпуса или несущей детали, плавкой вставки, устройства для присоединения контактов и устройство для гашения дуги.

Основным показателем работы предохранителя является времятоковая характеристика. Существует два основных режима работы данных устройств. Это нормальные условия и режим коротких замыканий и перегрузок. В первом варианте предполагается равномерный и устойчивый нагрев плавкой вставки. Полученная теплота уходит в окружающую среду, а температура других частей предохранителя также носит равномерный характер. Это и есть допустимое значение, которое не должно превышаться.

Защитные свойства предохранителя

В одном и том же предохранителе могут использоваться вставки, с разными номинальными токами. Значение номинального тока, обозначенное на предохранителе, соответствует максимальному току плавких вставок, используемых в данном предохранителе.

Каждый тепловой предохранитель имеет нормированные защитные свойства. Они определяются условным током неплавления, когда за определенное время вставка не должна сгореть, и условным током плавления, когда вставка перегорает в течение установленного времени.

Когда условный ток плавления превышает норму, происходит срабатывание предохранителя в зависимости от времятоковой характеристики. При возрастании тока перегорание вставки ускоряется намного быстрее самого тока. Чтобы получить нужную характеристику, конфигурация плавкой вставки выполняется в определенной форме. Делаются специальные суженные участки, где и происходит одновременное быстрое перегорание.

Индикация перегорания предохранителя

electric-220.ru

Предохранители | Устройство автомобиля

 

Какое назначение предохранителей на автомобиле?

Предохранители предназначены для защиты изоляции проводов и приборов от перегорания, а аккумуляторной батареи от чрезмерной разрядки в случае короткого замыкания в цепи электрооборудования автомобиля. Предохранители могут быть плавкими или тепловыми (термобиметаллическими), многократного и однократного действия.

Как устроен плавкий предохранитель?

Плавкий предохранитель (рис.122, а) состоит из проволочки 4 заданного сечения, смонтированной на текстолитовой вставке 2 и изготовленной из сплава олова и свинца или меди и рассчитанной на определенную силу тока. Вставка устанавливается на панели 1 и последовательно включается в цепь защищаемого прибора. По проволочке проходит ток, питающий потребитель. В случае короткого замыкания в этой цепи сила тока резко возрастает, проволочка нагревается и плавится, прерывая цепь, и прибор отключается. Чтобы снова включить прибор в цепь, необходимо выявить и устранить неисправность, вызвавшую короткое замыкание, установить новую проволочку, взяв запасную 3. Плавкие предохранители устанавливаются на автомобиле УАЗ.

Рис.122. Предохранители:
а – плавкие; б – тепловой многократного действия; в – однократного действия.

Как устроен и работает тепловой предохранитель многократного действия?

Термобиметаллический предохранитель многократного действия (рис.122, б) состоит из двух пластин 7 и 8, на концах которых имеются серебряные контакты 5 и 6. Пластина 7 биметаллическая, т. е. изготовлена из двух металлов с разным коэффициентом линейного расширения. Под действием упругости биметаллической пластины контакты стремятся находиться в сомкнутом состоянии (положение I) и пропускают ток к потребителю. При коротком замыкании в цепи, сила тока резко возрастает, биметаллическая пластина нагревается, выгибается и размыкает контакты, прерывая цепь, и отключает потребитель от источника тока (положение II). Биметаллическая пластина остывает, так как ток по ней не проходит, выпрямляется и опять замыкает контакты, снова проходит ток и включается потребитель, пластина опять нагревается, выгибается и размыкает контакты, прерывая цепь. Такой предохранитель устанавливают в цепи света фар. Поэтому при его срабатывании будет частое включение и выключение света (мигание), а в кабине автомобиля слышны характерные щелчки. В этом случае необходимо остановить автомобиль, выявить и устранить неисправность.

Как устроен и работает тепловой предохранитель однократного действия?

Тепловой предохранитель однократного действия (рис.122, в) состоит из изолированного корпуса 11, в котором установлена биметаллическая пластина 12 с контактами 13. Под действием пластины контакты прижимаются к токоподводящим клеммам 14. Над биметаллической пластиной смонтирована кнопка 9 с пружиной 10. При исправной цепи ток проходит через биметаллическую пластину и прибор работает (положение I). В случае короткого замыкания биметаллическая пластина нагревается и выгибается, размыкая цепь и включая прибор (положение II). После остывания пластина не возвращается в исходное положение и контакты остаются разомкнутыми даже и после устранения неисправности. Для замыкания контактов необходимо нажать кнопку 9 и отпустить. Пружина 10 удерживает ее в верхнем (ненажатом) состоянии.

***
Проверьте свои знания и ответьте на контрольные вопросы по теме «Приборы освещения»

автомобиль, биметаллический, контакт, пластина, предохранитель, ток, цепь

Смотрите также:

avtomobil-1.ru

Виды предохранителей: назначение, описание, маркировка

Предохранители используются везде и всюду – они есть в технике, в самых разных электрических устройствах, автомобилях, промышленном оборудовании. Существует множество видов этих элементов. Для чего они нужны и в чем их особенности? Рассмотрим основные виды предохранителей.

Характеристика

Предохранитель – это общий термин, который достаточно устойчиво используется в области электрики. Эта деталь предполагает защиту для проводов, оборудования и электрических сетей. Предохранитель представляет собой коммутационное изделие. В чем его назначение? Предохранитель призван защитить электрическую сеть от высоких токов и коротких замыканий. Принцип действия детали очень простой – в случае образования сверхтоков разрушается специально предназначенный для этого элемент. Зачастую это плавкая вставка. Так устроены все виды стеклянных предохранителей.

Эти вставки – обязательный элемент, без которого невозможен ни один вид предохранительных элементов. Внутри нее также имеется и специальное дугогасительное устройство. Вставки в предохранителях изготавливаются из фарфоровых или фибровых корпусов и закрепляются в специальные части, что проводят электрический ток. Элементы, предназначенные под малые токи, могут и вовсе не иметь корпуса.

Плавкий

Это наиболее распространенные виды предохранителей для использования в быту. Наверное, это единственный элемент, который проще всего диагностировать на предмет исправности. Для этого нужно просто посмотреть деталь на просвет – будет видно, цела плавка вставки или нет. Изготавливают данные детали в стеклянном корпусе.

Плавкий трубчатый керамический

Этот элемент практически ничем не отличается от стеклянного изделия. Единственное различие в материале, из которого изготовлен корпус. Но в эксплуатации эти детали не так комфортны – диагностировать «на свет» уже не выйдет. Для проверки необходимо использовать тестеры или мультиметры.

Плавкая вставка ПВД

Эти типы предохранителей функционируют на базе такого же принципа. Но здесь конструкция модифицирована таким образом, чтобы видеть состояние детали. Так, если элемент перегорел, то в задней части изделия появится специальный флажок.

Элементы с кварцевым песком

Эти предохранители отличаются высокими дугогасящими характеристиками. Производят их в двух исполнениях: в корпусе из керамических материалов или в стеклянных корпусах. Зачастую изделие рассчитано на работу с большими токами. Существуют и еще усовершенствованные модели. Устройство предохранителя предусматривает еще одну деталь, по конструкции подобную ПВД. Он необходим, чтобы можно было узнать, какой из предохранителей перегорел.

Быстродействующие предохранители

Эти изделия ничем особенным от остальных не отличаются. Различие только в том, что при возникновении короткого замыкания плавкая часть сгорает очень быстро.

SMD

Данные изделия можно встретить в электронных устройствах. Они очень миниатюрны. Принцип действия и назначения предохранителей – защитить технику от высоких токов, с чем они отлично справляются.

Самовосстанавливающиеся

Это достаточно интересные решения. Самовосстанавливающийся предохранитель представляет собой деталь, внутри которой находится специальный пластик. Пока пластиковая вставка холодная, она может проводить электричество. Как только вставка разогреется до определенной температуры, ее токопроводящие свойства теряются за счет увеличения сопротивления. После остывания ток снова сможет проходить через изделие. Плюс данных деталей в том, что после перегорания нет никакой нужды в замене элемента. Промышленность выпускает эти изделия в различных видах. Они подходят для пайки по технологии навесного или поверхностного монтажа. В основном эти виды предохранителей используют в маломощных схемах.

Взрывные

Если все вышеперечисленные изделия знает каждый, то взрывной предохранитель – это редкая группа. Процесс перегорания детали обеспечивается достаточно эффектным звуком. Специальное взрывное устройство, которое закрепляется на токопроводящей детали, взрывается. За это отвечают специальные датчики. Последние следят за током в электрической цепи. Это очень точные предохранители, так как они практически не зависят от характеристик металла на токопроводящей детали. Данный элемент зависит от точности датчика тока.

Другие типы предохранителей

Для работы в цепях высокого напряжения используют специальные автогазовые, газовые изделия, а также элементы жидкостного типа. Существуют даже стреляющие предохранители. В обыденной жизни их увидеть нельзя – это профессиональное мощное оборудование.

Маркировка и обозначения

Каждый производитель изготавливает предохранители под определенным кодом или артикулом. Номер предохранителя позволяет в каталогах найти и уточнить технические характеристики. Зачастую эти коды можно найти на корпусах изделий. Также код может наноситься на металлическую часть. Кроме кодов, на корпусе также могут указываться основные данные – это номинальный ток в А, номинальные напряжения в В, отключающие характеристики либо особенности конструкции. По этим данным можно определить назначение предохранителей.

Итак, величина номинального тока – это максимально допустимое значение, при котором деталь может нормально функционировать в течение длительного срока.

Номинальные напряжения – это максимально допустимое напряжение, при котором деталь безопасно разрывает цепь в случае короткого замыкания или при перегрузке в сети.

Отключающей способностью называют максимальные токи. При них предохранитель сработает, но корпус его не будет разрушен.

Характеристиками называют зависимость времени, при котором рушится плавкий элемент от тока, что протекает через деталь. Разные виды предохранителей по характеристикам объединены в группы по особенностям применения и скорости срабатывания. Обычно эти характеристики указывают на силовых деталях. Для обозначения используются буквы латинского алфавита. Первой обозначается отключающая способность. Так, G – это полный диапазон, деталь способна защитить цепь и от перегрузки, и от короткого замыкания. А – диапазон частичный, а такие виды предохранителей защищают только от коротких замыканий.

Второй буквой обозначаются типы цепи:

  • G – цепь общего назначения.
  • L – защита кабелей, а также распределительных систем.
  • M – защита цепей в электродвигателях.
  • Tr – предохранитель, способный защитить трансформаторную сеть.

Элементы с буквой R используются вместе с силовым полупроводниковым оборудованием. А PV сможет обеспечивать защиту солнечных батарей.

Итак, мы рассмотрели, какие бывают виды предохранителей и какую они имеют маркировку.

fb.ru

УАЗ 39095 я не буду злым батоном ) › Бортжурнал › Тепловой предохранитель…

Эта пакость парила мне мозги с неделю…(некогда было разобраться, как лошадка на работу утром, с работы поздно вечером)
Когда прижмешь педаль тормоза подольше начиналась светомузыка всего и вся…
Вчера появилось время убрать дискотеку из проводки, пошел искать плохую массу, проверил все сзади, обнаружил обрыв массы на 1 фонаре, плохую массу на другом(из салона помялось место крепления фонаря).Исправил, проверил-вроде не моргает(проверить то проверил, а надо было дать ближнему погореть подольше, чтобы проводка пришла в «рабочую» температуру), поехал с дачи домой-та же байда!
У дома стоял ковырял, перепроверял все, убрал ножной переключатель(был плохой контакт в нем, грелся кабель на ближний).В итоге не наковырял, встретил жену с ребенком из бассейна, ушел домой.
Днем операция «плохая масса» была продолжена…
Померил сопротивления центрального выключателя массы, все гуд, следующий на очереди тепловой…
он то пакость и доставил мне кучу неудобств,2 проводка с клеммы оочень теплые у клеммы (раз не весь кабель-значит не превышение потребления или плохой контакт где то дальше или не коротыш), к клемме были привернуты очень хорошо, значит плохой контакт в самом тепловике. Снимаем, цепляем напрямую, все гуд, значит тепловик! Получается ситуация следующая, в самом тепловике был плохой контакт, из за чего грелись провода на его клемме, и было повышенное потребление, из за чего ему бы сработать, а он не может, тк уставший, вот он мне и др@чил светом азбуку морзе.
Поставил автомат на 25 ампер из ближайшего хозмага в 100 метрах от дома(приличнее ничего поблизости не купить), провода не греются(только приходящий чуть теплый, но думаю это норм, тк всключал все потребители, какие только можно чтобы проверить), свет больше не моргает, мая доволен))
Это мне машина мстит за невыполненное обещание переделать проводку летом прошлого года)))

Чуть не забыл, подружился с дешманскими разгрузочными реле 30А, которые с непрожорливыми потребителями у меня нормально работают уже в новой половине проводки, а вот печку не хотели повторно включать пока не остынут(уже кучу релюх поменял-результат одинаковый).Вскрываем, и интуитивно немного подгибаем полоску на которой контакт, который примагничивается, чтобы расстояние между частью которая магнитится и выходом с катушки было поменьше, если кому надо будет-потом сделаю отдельным постом с картинками, делов на 3 минуты.Теперь печка включается когда я хочу а не когда релюшке не жарко)))

www.drive2.ru

Электрические аппараты защиты

Аппарат
защиты

– электрический аппарат, автоматически
отключающий защищаемую электрическую
цепь при ненормальных режимах работы.

Предохранители и тепловые реле

Плавкий
предохранитель

– это коммутационный электрический
аппарат, защищающий электроустановку
от перегрузок и токов короткого замыкания
посредством разрушения  специально
предусмотренных для этого токоведущих
частей под действием тока, превышающего 
определенное значение.

Характеристики:

Номинальный
ток плавкой вставки

– это ток, на который рассчитана плавкая
вставка для длительной работы. Длительное
протекание данного тока не вызывает
плавление вставки.

Номинальный
ток  предохранителя

– это ток наибольшей плавкой вставки,
предназначенной для данной конструкции
предохранителя. На этот ток рассчитана
вся токоведущая система.

Предельный
ток отключения (предельная отключающая
способность, предельная коммутационная
способность — ПКС)

– это наибольший ток, который предохранитель
может отключить без каких-либо повреждений,
препятствующих его дальнейшей работе
после смены плавкой вставки.

Номинальное
напряжение  предохранителя

– это наибольшее возможное напряжение,
на котором может использоваться данный
предохранитель. От напряжения зависит
и ПКС.

Время
— токовая характеристика

– это зависимость времени перегорания
плавкой вставки  от тока (защитная
характеристика). Характеристика является
обратнозависимой и приводится в
паспорте для каждого номинального тока
предохранителя. Обратно зависимый
характер вытекает из закона Джоуля-Ленца.

Максимальный
ток неплавления

– это наибольший ток, при котором плавкая
вставка не перегорает в течение двух
первых часов.

Минимальный
ток плавления

– то наименьший ток, при котором плавкая
вставка должна расплавиться в течение
1-2 часов.

Эффект
токоограничения предохранителя

– это явление перегорания плавкой 
вставки раньше, чем ток  короткого
замыкания достигнет своего установившегося
значения.

Тепловое
реле

– электрический аппарат, применяемый
для защиты электрических двигателей и
другого электрооборудования от длительных
перегрузок

Биметаллический
элемент

– жесткое соединение двух металлических
пластин, материалы которых имеют разные
коэффициенты линейного расширения. При
нагреве пластина изогнется в сторону
материала, имеющего меньший коэффициент
линейного расширения.

Автоматические выключатели и токовые реле

Автоматический
выключатель

– аппарат защиты, предназначенный для
коммутации цепей при аварийных режимах,
а также нечастых (от 6 до 30 в сутки) 
включений и отключений электрических
цепей при нормальных режимах работы.

Электромагнитный
расцепитель автоматического выключателя

– предназначен для защиты цепей от тока
короткого замыкания, представляет собой
электромагнит, который при определенном
токе мгновенно притягивает якорь, в
результате чего происходит отключение
автоматического выключателя. Многие
современные выключатели имеют
полупроводниковый расцепитель, который
выполняет функции электромагнитного
расцепителя.

Тепловой
расцепитель автоматического выключателя

– тепловое реле, реагирующее на количество
тепла выделяемое в его нагревательном
элементе и защищающее цепи от перегрузки.

Комбинированный
расцепитель

– расцепитель, осуществляющий защиту
от перегрузки и коротких замыканий,
представляет собой комбинацию из двух
расцепителей: теплового и электромагнитного.

Расцепитель
минимального напряжения
 
– электромагнит, срабатывающий при
исчезновении напряжения, или при снижении
его до уставки срабатывания расцепителя.

Независимый
расцепитель

– электромагнит, срабатывающий и
отключающий автоматический выключатель
при подаче импульса от ключа или кнопки
управления.

Параметры
автоматических выключателей:

Номинальный
ток

– ток, прохождение которого допустимо
в течении неограниченно длительного
времени.

Номинальное
напряжение

– напряжение при котором может применяться
выключатель данного типа.

Предельно
отключаемый ток

– ток короткого замыкания, который
может быть отключен автоматическим
выключателем без каких-либо повреждений,
препятствующих его дальнейшей работе.

Номинальный
ток расцепителя

– ток, прохождение которого в течении
неограниченного времени не вызывает
срабатывание расцепителя.

Ток
уставки расцепителя

– наименьший ток, при прохождении
которого расцепитель срабатывает.

Уставка
тока

– настройка автоматического выключателя
на заданный ток срабатывания.

Отсечка
тока

– уставка тока электромагнитного
расцепителя на мгновенное срабатывание.

Нерегулируемый
автоматический выключатель

– автоматический выключатель, у которго
отсутствует возможность регулирования
уставки расцепителя в процессе
эксплуатации. Расцепитель автоматического
выключателя отрегулирован
заводом-изготовителем в расчете на
определенный номинальный ток.

Регулируемый
автоматический выключатель

– аппарат, у которого имеется возможность
воздействуя на механическую систему
или специальное устройство, отрегулировать
время срабатывания расцепителя.

Селективный
автоматический выключатель

– аппарат, срабатывающий с выдержкой
времени и позволяющий осуществлять
селективную защиту сетей путем установки
автоматических выключателей с разной
выдержкой времени: наименьшей у
потребителя и ступенчато возрастающей
к источнику питания.

studfiles.net

Тепловые предохранители NEC // Transfer Multisort Elektronik

2014-02-04

В ассортименте TME появились новые тепловые предохранители фирмы NEC. Фирма NEC изготовляет и развивает изделия тепловой защиты, повсеместно известные как NEC SCHOTT SEFUSE®, которые соответствуют требованиям международных стандартов безопасности. Они помогают защитить электрическое оборудование от возгорания, а также обнаруживать перегревы, после чего немедленно разрывать электрическую цепь.

NEC SCHOTT SEFUSE® являются высоконадежными компонентами, которые обеспечивают тепловую защиту, а также многолетнюю, превосходную работоспособность.

 

СимволОписание
SF70R0Предохранитель: тепловой; 15 А; 73°C
SF76R0Предохранитель: тепловой; 15 А; 77°C
SF81R0Предохранитель: тепловой; 15 А; 84°C
SF90R0Предохранитель: тепловой; 15 А; 94°C
SF94R0Предохранитель: тепловой; 15 А; 99°C
SF113R0Предохранитель: тепловой; 15 А; 113°C
SF119R0Предохранитель: тепловой; 15 А; 121°C
SF129R0Предохранитель: тепловой; 15 А; 133°C
SF139R0Предохранитель: тепловой; 15 А; 142°C
SF144R0Предохранитель: тепловой; 15 А; 144°C
SF150R0Предохранитель: тепловой; 15 А; 152°C
SF167R0Предохранитель: тепловой; 15 А; 167°C
SF184R0Предохранитель: тепловой; 15 А; 184°C
SF188R0Предохранитель: тепловой; 15 А; 192°C
SF214R0Предохранитель: тепловой; 15 А; 216°C
SF229R0Предохранитель: тепловой; 15 А; 229°C
SF240R0Предохранитель: тепловой; 15 А; 240°C

www.tme.eu

Тепловой предохранитель | Банк патентов

Область техники

Настоящее изобретение относится к тепловым предохранителям, пригодным для защиты электродвигателей, используемых в электрических компрессорах со встроенными электродвигателями, в частности трехфазных двигателей, от перегрузок.

Уровень техники

К обычным тепловым предохранителям относятся предохранитель с тремя парами контактов, описанный в JP-B-34532, и предохранитель с двумя парами контактов, описанный в JP-A-1-105435 и JP-A-21808.

В тепловом предохранителе с тремя парами контактов содержится шесть подвижных и неподвижных контактов, что является неэкономичным. Три подвижных контакта прикреплены к металлической пластине, которая служит нагревательным резистором и опирается в центральной части на термочувствительную пластину. Центральная часть металлической пластины поджата таким образом, что три подвижных контакта поджаты равномерно, за счет чего достигается постоянный контакт. Металлическая пластина закреплена методом пластической деформации или аналогичным образом в сквозном отверстии, предусмотренном в центральной части термочувствительной пластины, выполненной в форме тарелки. Короче говоря, металлическая пластина опирается на центральную часть термочувствительной пластины, где концентрируется напряжение. Соответственно напряжение, приложенное к термочувствительной пластине, меняется в зависимости от градуса, под которым металлическая пластина закреплена методом пластической деформации по отношению к термочувствительной пластине, вследствие чего характеристики теплового предохранителя легко изменяются. Таким образом возникает проблема стабилизации работы теплового предохранителя.

С другой стороны, подвижный контакт прикреплен к самой термочувствительной пластине в тепловом предохранителе с двумя парами контактов. Через термочувствительную пластину протекает электрический ток так, что тепловыделение поворачивает термочувствительную пластину, чтобы разомкнуть контакты. Такой тип тепловых предохранителей называется типом прямого нагрева. Поскольку в тепловом предохранителе типа прямого нагрева термочувствительная пластина нагревается электрическим током, скорость срабатывания термочувствительной пластины в ответ на чрезмерный ток преимущественно увеличивается.

Однако, поскольку часть, которая выделяет тепло, ограничена термочувствительной пластиной, трудно нагреть внешние элементы. Соответственно, когда тепловой предохранитель работает так, что путь тока прерывается, тепло, выделяемое термочувствительной пластиной, поглощается внешними элементами, температура которых ниже, вследствие чего не может обеспечиваться более длительное время размыкания контактов. В результате температура обмоток двигателя, возросшая из-за чрезмерного тока, не может быть снижена в достаточной мере во время отключения тока, так что температура, достигнутая обмотками двигателя, остается высокой, хотя тепловой предохранитель повторяет поворот и возврат в обратное положение. В этом случае проблема состоит в том, что возросшая температура снижает изолирующее действие изолирующего покрытия обмоток двигателя, за счет чего может возникнуть короткое замыкание, которое может привести к выгоранию.

Кроме того, когда в качестве материала для термочувствительной пластины выбирается биметалл или триметалл с подходящими кривизной и рабочей температурой, удельное сопротивление термочувствительной пластины не всегда имеет подходящее значение. Таким образом, существует проблема, заключающаяся в том, что трудно создать тепловой предохранитель, обладающий подходящими значениями рабочей температуры и рабочего тока.

Таким образом предложен тепловой предохранитель, в котором решены вышеупомянутые проблемы, и подана заявка на изобретение в Японии (выложена под номером JP-A-2000-229795). Этот тепловой предохранитель относится к типу косвенного нагрева, в котором термочувствительная пластина поворачивается под действием тепла, вырабатываемого нагревательным резистором. В этом предохранителе температура термочувствительной пластины растет под действием теплового излучения нагревательного резистора, когда ток увеличивает температуру нагревательного резистора. Когда чрезмерный ток или тому подобное излишне увеличивает температуру нагревательного резистора так, что термочувствительная пластина достигает установленной рабочей температуры, термочувствительная пластина быстро поворачивается, таким образом прерывая путь тока. Не только температура термочувствительной пластины, но и температуры внешних элементов возрастают за счет нагревательного резистора в тепловом предохранителе типа косвенного нагрева. Соответственно, поскольку внешним элементам трудно поглотить тепло от термочувствительной пластины, потребуется больше времени на снижение температуры термочувствительной пластины. В результате потребуется больше времени на то, чтобы снизилась температура термочувствительной пластины, вследствие чего может быть обеспечен более длительный период времени размыкания контактов. Таким образом, поскольку температура обмоток двигателя снижена в достаточной мере во время периода размыкания контактов, обмотки надежно защищены от выгорания. Кроме того, легко осуществить разработку термочувствительной пластины, поскольку термочувствительная пластина должна быть разработана только с учетом температуры поворота.

Однако, если используется предохранитель с большим рабочим током свыше 200 А, возникает недостаток, заключающийся в том, что большой ток также протекает и по другим, отличным от нагревательного резистора, элементам на пути тока. Например, большой ток также протекает по упругой детали, поддерживающей нагревательный резистор в таком тепловом предохранителе. В результате упругая деталь сама нагревается в большей или меньшей степени. Если упругая деталь неоднократно нагревается в течение длительного времени, она теряет свою упругость, вследствие чего контакты не могут быть разомкнуты. Для решения этой проблемы увеличивают толщину упругой детали, так что значение сопротивления уменьшается и таким образом уменьшается количество выделяемого тепла. Однако толщина упругой детали не может быть увеличена сверх того значения, при котором возможна упругая деформация. Это приводит к наличию верхнего предела рабочего тока теплового предохранителя, за счет чего тепловой протектор с большим рабочим током не может быть использован.

Поэтому задачей настоящего изобретения является создание теплового предохранителя, который может выдержать большой рабочий ток, в конструкции, в которой термочувствительная пластина поворачивается в ответ на нагрев нагревательного резистора, таким образом прерывая путь тока.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение относится к тепловому предохранителю, который включает термочувствительную пластину, поворачивающуюся при достижении установленной температуры и возвращающуюся в обратное положение при снижении температуры ниже установленной, таким образом создавая и разрывая путь электрического тока, кожух, имеющий корпус, выполненный из металла, и отверстие, металлическую пластину, закрывающую отверстие и имеющую два сквозных отверстия, и два проводящих контактных штырька, вставленных в соответствующие отверстия металлической пластины с изолирующими наполняющими элементами между ними, два неподвижных контакта, закрепленных на концах проводящих штырьков, выступающих внутрь кожуха, опору, включающую основную часть, ножку, предусмотренную на основной части, и опорное отверстие, предусмотренное в ножке, при этом ножка прикреплена к металлической пластине так, что опора размещается в кожухе, нагревательный резистор, расположенный между металлической пластиной и основной частью опоры так, что он по существу размещен параллельно металлической пластине, при этом нагревательный резистор имеет конец с выступом, вставленным в опорное отверстие, нагревательный резистор поворачивается вокруг выступа так, чтоб приближаться и отдаляться от металлической пластины, два подвижных контакта, прикрепленных к части нагревательного резистора, противоположной неподвижным контактам, соединительный элемент, предусмотренный на другом конце нагревательного резистора для передачи поворота и возврата термочувствительной пластины к нагревательному резистору, и проводник, электрически соединяющий опору и нагревательный резистор, причем термочувствительная пластина размещена между нагревательным резистором и основной частью опоры так, чтобы она была по существу расположена параллельно нагревательному резистору, при этом один из двух концов термочувствительной пластины закреплен на опоре, а другой конец присоединен через соединительный элемент к нагревательному резистору.

В вышеописанной конструкции подвижные контакты нормально контактируют с неподвижными контактами так, что образуются два пути тока через нагревательный резистор между металлической пластиной и каждым проводящим контактным штырьком, термочувствительная пластина поворачивается, когда чрезмерный ток вызывает нагрев термочувствительной пластины и температура термочувствительной пластины увеличивается до установленной температуры. Поворот термочувствительной пластины передается через соединительный элемент нагревательному резистору. В результате нагревательный резистор поворачивается так, что подвижные контакты отдаляются от соответствующих неподвижных контактов, вследствие чего пути тока прерываются. С прерыванием путей тока температура нагревательного резистора снижается так, что температура термочувствительной пластины уменьшается до или ниже установленной температуры и термочувствительная пластина возвращается в обратное положение. Затем нагревательный резистор поворачивается обратно в свое прежнее положение, вследствие чего подвижные контакты снова входят в контакт с неподвижными контактами соответственно, так что снова образуются пути тока.

В вышеописанной конструкции действия поворота и возврата термочувствительной пластины передаются через соединительный элемент нагревательному резистору. Более того, упругая деталь, используемая для поддержки термочувствительной пластины, и нагревательный резистор не являются элементами путей тока. Соответственно, поскольку число элементов, выделяющих тепло под воздействием чрезмерного тока, в отличие от нагревательного резистора уменьшено, может быть установлено большее значение рабочего тока. В такой конструкции, в частности, когда используется электрический проводник с достаточно небольшим электрическим сопротивлением, количество тепла, выделяемого проводником, может быть ограничено небольшим значением, вследствие чего эта конструкция будет еще более эффективной.

Краткое описание чертежей

На Фиг. 1 изображено продольное сечение трехфазного внутреннего предохранителя в качестве теплового предохранителя в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

На Фиг.2 изображен вид внутреннего предохранителя в разобранном виде, на котором показана его внутренняя конструкция.

На Фиг.3 изображен вид внутренней конструкции предохранителя в разобранном виде за исключением нескольких элементов.

На Фиг.4 изображено продольное сечение внутреннего предохранителя в процессе его работы.

На Фиг.5 изображен вид, поясняющий работу нагревательного резистора при замкнутых контактах, и продольное сечение по линии 5-5 на фиг. 1 за исключением части нагревательного резистора.

На Фиг.6 изображен вид, аналогичный фиг.5, на котором изображено состояние незначительного наклона нагревательного резистора.

На Фиг.7 изображен вид, аналогичный фиг.5, на котором изображено положение, когда контакты разомкнуты.

На Фиг. 8 изображено поперечное сечение по линии 8-8 на фиг.1.

На Фиг. 9 изображен вид, аналогичный фиг. 8, на котором изображен второй вариант осуществления настоящего изобретения; и

На Фиг. 10 изображен вид нагревательного резистора в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения.

Лучший вариант осуществления изобретения

Далее настоящее изобретение будет описано со ссылкой на сопровождающие чертежи для более подробного описания.

Во-первых, первый вариант осуществления настоящего изобретения будет описан со ссылкой на фиг.1-8. На Фиг.1 изображено продольное сечение трехфазного внутреннего предохранителя в качестве теплового предохранителя в соответствии с данным вариантом осуществления настоящего изобретения. На Фиг.2 и 3 показано изображение внутреннего предохранителя в разобранном виде, на котором показаны его элементы. На Фиг.4 изображено продольное сечение внутреннего предохранителя в процессе его работы. На Фиг.5-7 изображены боковые виды внутреннего предохранителя без корпуса и нагревательного резистора для того, чтобы пояснить перемещение нагревательного резистора. На Фиг.8 изображено поперечное сечение по линии 8-8 на фиг.1.

Как показано на фиг.1, внутренний предохранитель 1 в соответствии с данным вариантом осуществления имеет герметичный кожух 100, включающий круглый куполообразный корпус 2, выполненный из металла, и основание 3, закрепленное на открытом конце корпуса 2 посредством круговой рельефной сварки или иным подобным способом.

Основание 3 содержит круглую металлическую пластину 4, имеющую два сквозных отверстия 4А и 4В (см. фиг.5). Проводящие контактные штырьки 5А и 5В вставлены в отверстия 4А и 4В соответственно, изолированы от опорной пластины 4 и герметично закреплены в ней при помощи электрически изолирующего наполнителя 4С. Керамическая пластина 14 прикреплена к верхней поверхности металлической пластины 4 для защиты наполнителя 4 от контактной дуги. Неподвижные контакты 13А и 13В, выполненные из серебряного сплава, прикреплены при помощи сварки или тому подобным способом соответственно к верхним торцевым поверхностям контактных штырьков 5А и 5В, выходящих на верхнюю поверхность керамической пластины 14 соответственно.

В герметичном кожухе 100 предусмотрена опора 6. Как показано на фиг.2, опора 6 имеет основную поверхность 6А, служащую основной частью, три ножки 6В, 6С и 6D, выступающие вниз от внешней части основной поверхности 6А, и расположенные с одной стороны основной поверхности 6А выполненные в форме рычага части 6G и 6Н. Основная поверхность 6А снабжена тремя прорезями 6I. Центральная прорезь 6I выполнена с участками 6Е для вставления винтов. Винт 16 вставляется через участок 6Е для вставления винтов. Нижние концы ножек 6В, 6С и 6D прикреплены к металлической пластине 4 посредством точечной сварки. Основная поверхность 6А является параллельной металлической пластине 4.

По существу круглая термочувствительная пластина 10 прикреплена к нижней части опоры 6, как показано на фиг.1, 2 и 4. Термочувствительная пластина 10 прикреплена так, что один ее край зажат между центральной частью 7А соединительной детали 7 и нажимной пластины 17. Конец 7В соединительной детали 7 прикреплен к нижней части основной поверхности 6А посредством рельефной сварки или тому подобным способом так, что термочувствительная пластина 10 прикреплена к опоре 6. В этом случае нижняя часть винта 16 примыкает к центральной части 7А соединительной детали 7. Нажимная пластина 17 распределяет напряжение по закрепленной части термочувствительной пластины 10, таким образом предотвращая растрескивание термочувствительной пластины 10, то есть нажимная пластина обеспечивает увеличение срока службы термочувствительной пластины 10. Термочувствительная пластина 10 выполнена путем раскатки биметалла или триметалла в форму неглубокой тарелки, она быстро поворачивается и возвращается в обратное положение при заранее установленных температурах.

По существу круглый нагревательный резистор 8 установлен между термочувствительной пластиной 10 и опорной пластиной 3, как показано на фиг. 1-3. Нагревательный резистор 8 выполнен из резисторного материала, такого как железо-хромистый сплав, и имеет нагревательную часть, площадь которой по существу равна площади термочувствительной пластины 10. Как видно из фиг.2, с правой стороны нагревательного резистора 8 предусмотрена выступающая часть 8А. В части нагревательного резистора 8, противоположной выступающей части 8А, предусмотрен вырез 8В. Симметрично относительно выреза 8В на нагревательном выступе 8 расположена пара изогнутых выступов 8Р и 8Q.

Подвижные контакты 9А и 9В прикреплены к нижним сторонам частей 8С и 8Е нагревательного резистора 8, противоположным неподвижным контактам 13А и 13В соответственно. Центральная часть проводника 11 прикреплена к нижней стороне части 8D нагревательного резистора 8. Проводник 11 имеет оба конца 11В и 11С, прикрепленных соответственно к ножкам 6В и 6С опоры 6. Проводник 11 имеет достаточно низкое значение сопротивления для того, чтобы не нагреваться и сохранять упругость и таким образом не препятствовать действиям нагревательного резистора 8 по размыканию и замыканию. Проводник 11 включает многожильный провод, выполненный, например, путем скрепления множества медных проводов. Нагревательный резистор 8 сконструирован так, что значения сопротивления между участками 8C-8D, между 8C-8E и между 8D-8E по существу равны друг другу так, что тепло, вырабатываемое этими участками, становится равномерным.

Далее, как показано на фиг. 2, 3 и 8, на участках между 8C-8E, между 8С-8D и между 8D-8E нагревательного резистора 8 образованы Т-образные прорези 8F, 8G и 8H соответственно. Прорези 8F, 8G и 8H образованы для того, чтобы электрические пути нагревательного резистора 8 могли быть сужены для увеличения величины сопротивления таким образом, чтобы получить необходимое количество тепла. Данный вариант осуществления представляет собой пример предохранителя, рабочий ток которого составляет около 200 А. Например, в случае, если рабочий ток составляет около 250 А, наличие прорези необязательно, поскольку достаточное количество тепла может быть получено и без прорези.

Предлагается уменьшить толщину нагревательного резистора в качестве способа увеличения величины сопротивления нагревательного резистора. Однако при этом снижается механическая прочность нагревательного резистора. Соответственно, если операции нагрева, размыкания и замыкания повторяются в течение длительного времени, нагревательный резистор деформируется таким образом, что меняется рабочий ток. В этом варианте осуществления нагревательный резистор 8 выполнен с Т-образными прорезями 8F,8G и 8H для того, чтобы сузить электрические пути и таким образом увеличить значение сопротивления. В результате не нужно увеличивать толщину нагревательного резистора 8 и соответственно снижение механической прочности может быть сведено к минимуму. Поскольку от нагревательного резистора требуется эффективная передача тепла термочувствительной пластине посредством излучения, площадь части нагревательного резистора, находящейся напротив термочувствительной пластины, не может быть уменьшена в значительной степени. В этом варианте осуществления изобретения каждая прорезь имеет Т-образную форму, так что значение сопротивления может быть увеличено, в то время как площадь части нагревательного резистора, находящейся напротив термочувствительной пластины, ограничивается небольшим значением.

Ножка 6D опоры 6 имеет обычно прямоугольное сквозное отверстие 6F (соответствующее отверстию в опоре), образованное в ее центральной части, как показано на фиг.1-3 и 5. Выступающая часть 8А вставлена в сквозное отверстие 6F. Фиксирующая деталь 15 прикреплена к удаленному концу выступающей части 8А посредством сварки или иным подобным способом, вследствие чего выступающая часть 8А не может выпасть из отверстия 6F. Короткая сторона отверстия 6F выбирается такой, чтобы иметь размер (ширину на фиг.5), больший чем толщина выступающей части 8А. Отверстие 6F имеет верхнюю сторону, которая выполнена в форме дуги. Вырез 8В выполнен в части нагревательного резистора 8, расположенной напротив выступающей части 8А. Соединительный элемент 12 прикреплен к вырезу 8В. Соединительный элемент 12 имеет выступ 12А и два выполненных в форме рычага участка 12В. Термочувствительная пластина 10 вставлена между выступом 12А и выполненными в форме рычага участками 12В. Выполненные в форме рычага участки 12В соответствуют первому примыкающему участку в настоящем изобретении, а выступ 12А соответствует второму примыкающему участку в настоящем изобретении.

Зазор между выступом 12А и выполненными в форме рычага участками 12В больше, чем толщина термочувствительной пластины 10. Таким образом, термочувствительная пластина 10 присоединена к нагревательному резистору 8 с зазором.

Термочувствительная пластина 10 обычно примыкает к выступу 12А соединительного элемента 12 для поджатия нагревательного резистора 8 вниз, как показано на фиг.1. В результате контакты замкнуты. Выступ 12А расположен на центральной оси, проходящей через центр между подвижными контактами 9А и 9В, и примыкает одной своей частью к термочувствительной пластине 10. Таким образом, сила давления термочувствительной пластины 10 прилагается к контактам равномерно.

С другой стороны, как показано на фиг.4, при повороте термочувствительная пластина 10 примыкает к двум выполненным в форме рычага участкам 12В соединительного элемента 12, поднимая нагревательный резистор 8. В результате контакты размыкаются. Два выполненных в форме рычага участка 12В расположены симметрично относительно центральной оси, проходящей через центр между подвижными контактами 9А и 9В. Соответственно реверсивная сила термочувствительной пластины 10 приложена к каждому выполненному в форме рычага участку 12В по существу равномерно. Соответственно, поскольку подвижные контакты 9А и 9В отходят от соответствующих неподвижных контактов 13А и 13В не наклоняясь, может быть предотвращена неодинаковость контактных окон контактных пар. Изогнутые выступы 8Р и 8Q примыкают соответственно к выполненным в форме рычага участкам 6G и 6Н опоры 6 так, что поддерживается заранее установленное контактное окно.

В этом варианте осуществления изобретения сила воздействия винта, нажимающего на термочувствительную пластину 10 посредством конца соединительной детали 7, регулируется так, что определяется температура, при которой поворачивается термочувствительная пластина 10. Внутренний предохранитель 1 образован путем прикрепления ножек 6В, 6С и 6D опоры 6 к опорной пластине 3 после присоединения к опорной пластине 3 и опоре 6 других элементов и далее путем прикрепления внешнего края опорной пластины 3 к открытому концу корпуса 2.

Работа внутреннего предохранителя 1 далее будет описана со ссылкой на фиг. 1, 4, 5, 6 и 7.

Температура термочувствительной пластины 10 не больше рабочей температуры, если предохраняемый электродвигатель работает нормально. Соответственно, как показано на фиг. 1, нагревательный резистор 8 поджат вниз силой давления термочувствительной пластины 10, вследствие чего подвижные контакты 9А и 9В контактируют с неподвижными контактами 13А и 13В соответственно. При замкнутом состоянии контактов внутренний предохранитель 1 включает пути тока между металлической пластиной 4 и контактными штырьками 5А и 5В, то есть ток течет от металлической пластины 4 через опору 6, проводник 11, нагревательный резистор 8, подвижный контакт 9А(9В) и неподвижный контакт 13А(13В) к контактному штырьку 5А(5В). Внутренний предохранитель 1 также включает путь тока между контактными штырьками 5А и 5В, то есть ток течет от контактного штырька 5А через неподвижный контакт 13А, подвижный контакт 9А, нагревательный резистор 8, подвижный контакт 9В и неподвижный контакт 13В к контактному штырьку 5В.

Нагревательный резистор 8 может быть наклонен под небольшим углом, поскольку определены границы пространства вокруг выступающей части 8А в сквозном отверстии 6F. Соответственно, например, если есть разница между высотами двух неподвижных контактов 13А и 13В, сила давления подвижных контактов 9А и 9В, приложенная к неподвижным контактам 13А и 13В, может быть уравновешена.

Когда контакты замкнуты, термочувствительная пластина 10 поджимает нагревательный резистор 8 вниз, в то время как подвижные контакты 9А и 9В служат в качестве опоры, а выступ 12А соединительного элемента 12 служит точкой приложения. В результате выступающая часть 8А нагревательного резистора 8 обычно давит на верхнюю сторону сквозного отверстия 6 (см. фиг.5). Верхняя сторона сквозного отверстия 6F выполнена в форме дуги, так что выступающая часть 8А нагревательного резистора 8 приводится в точечный контакт с верхней стороной отверстия 6F в его центральной части. Вследствие этого нагревательный резистор 8 стремится к дальнейшему наклону.

С другой стороны, термочувствительная пластина 10 поворачивается, когда количество тепла, выделенного нагревательным резистором 8, увеличивается с увеличением электрического тока из-за работы двигателя с перегрузкой или состояния блокированного ротора или термочувствительная пластина 10 достигает заранее установленной рабочей температуры за счет увеличения температуры компрессора двигателя. Затем, как показано на фиг.5, нагревательный резистор 8 приподнимается термочувствительной пластиной 10 так, что подвижные контакты 9А и 9В отходят от неподвижных контактов 13А и 13В соответственно. В результате все вышеупомянутые пути тока прерываются.

В такой конструкции, поскольку выступ 12А соединительного элемента 12 примыкает к термочувствительной пластине 10, на пути тока от опоры 6 через проводник 11 к нагревательному резистору 8 есть обходной путь тока. Обходной путь тока проходит от опоры 6 через термочувствительную пластину 10 и соединительный элемент 12 к нагревательному резистору 8. Однако, поскольку выступ 12А соединительного устройства 12 находится в точечном контакте с термочувствительной пластиной 19, значение сопротивления больше чем путь тока через проводник 11. Соответственно нагрев из-за обходного тока не имеет значения. В частности, когда должно быть установлено большее значение сопротивления нагревательного резистора 8, между соединительным элементом 12 и термочувствительной пластиной 10 вставляется изолирующий лист, если величина обходного тока увеличивается. В результате обходной ток может быть ликвидирован.

На фиг. 9 показан второй вариант осуществления настоящего изобретения. Далее будут показаны отличия второго варианта осуществления изобретения от первого варианта. На фиг. 9 показана конструкция нагревательного резистора 18 в случае, когда установлен рабочий ток небольшого значения, например около 100А. Нагревательный резистор 18 имеет прорези 18К, 18L и 18М в дополнение к Т-образным прорезям 18F, 18G и 18H. Пути тока нагревательного резистора 18 дополнительно сужаются посредством добавления прорезей 18K, 18L и 18M, вследствие чего значение сопротивления может быть увеличено. Результатом такой конструкции является то, что в большей степени предотвращается снижение механической прочности и площади нагревательного резистора, расположенной напротив термочувствительной пластины 10, в то время как тепло, вырабатываемое нагревательным резистором 18, увеличивается.

На фиг. 10 показан третий вариант осуществления настоящего изобретения. Далее будут описаны отличия третьего варианта осуществления изобретения от первого варианта. В третьем варианте осуществления изобретения нагревательный резистор 28 объединен с соединительным элементом. Более конкретно, соединительный элемент содержит примыкающую часть 28А, предусмотренную на конце нагревательного резистора (соответствующую первому примыкающему участку), и пару выполненных в форме рычага участков 28В (соответствующих второму примыкающему участку), предусмотренных на участках нагревательного выступа 8 симметрично относительно примыкающего участка 28А. В такой конструкции достигается тот же эффект, что и в первом варианте осуществления изобретения.

Изобретение не должно ограничиваться вышеописанными вариантами осуществления изобретения и может быть модифицировано следующим образом.

Соединительный элемент 12 может иметь разную форму, не ограничиваясь формами выполненного в форме рычага участка 12В, выступа 12А и т.п., как показано на фиг. 2, когда соединительный элемент 12 имеет конструкцию, прилегающую к термочувствительной пластине на двух участках при повороте термочувствительной пластины и на одном участке при возврате в начальное положение.

Первый или второй примыкающий участок соединительного элемента может быть объединен с нагревательным резистором, тогда другой может быть отдельным от нагревательного резистора.

Проводник 11 не ограничивается выполнением в виде многожильного медного провода. Например, тонкие медные пластинки могут быть размещены одна на другой.

Материал и размеры нагревательного резистора могут выбираться на основе количества выделяемого тепла и устойчивости при высокой температуре, удовлетворяющих характеристикам теплового предохранителя.

Промышленная применимость

Как следует из вышеописанного, тепловой предохранитель согласно настоящему изобретению может быть использован в качестве предохранителя трехфазных моторов от сгорания. В частности, он может быть использован как предохранитель, который может выдержать большой рабочий ток.

bankpatentov.ru