اصل فیوز حرارتی

فیوز حرارتی یا قطع حرارتی یک وسیله ایمنی است که مدارها را در برابر گرمای بیش از حد باز می کند. گرمای ناشی از جریان بیش از حد ناشی از اتصال کوتاه یا خرابی قطعات را تشخیص می دهد. فیوزهای حرارتی زمانی که دما کاهش می‌یابد مانند قطع کننده مدار، خود را تنظیم مجدد نمی‌کنند. فیوز حرارتی باید در صورت از کار افتادن یا فعال شدن آن تعویض شود.
بر خلاف فیوزهای الکتریکی یا کلیدهای مدار، فیوزهای حرارتی فقط به دمای بیش از حد واکنش نشان می دهند، نه جریان بیش از حد، مگر اینکه جریان بیش از حد برای گرم شدن خود فیوز حرارتی تا دمای ماشه کافی باشد. فیوز حرارتی را به عنوان مثال برای معرفی آن در نظر می گیریم. عملکرد اصلی، اصل کار و روش انتخاب در کاربرد عملی.
1. عملکرد فیوز حرارتی
فیوز حرارتی عمدتاً از فیوزانت، لوله ذوب و پرکننده خارجی تشکیل شده است. هنگام استفاده، فیوز حرارتی می تواند افزایش دمای غیرعادی محصولات الکترونیکی را حس کند و دما از طریق بدنه اصلی فیوز حرارتی و سیم حس می شود. هنگامی که دما به نقطه ذوب مذاب می رسد، فیوزانت به طور خودکار ذوب می شود. کشش سطحی فیوزانت ذوب شده تحت ترویج پرکننده های ویژه افزایش می یابد و فیوزانت پس از ذوب کروی می شود و در نتیجه مدار را برای جلوگیری از آتش سوزی قطع می کند. از عملکرد ایمن تجهیزات الکتریکی متصل به مدار اطمینان حاصل کنید.
2. اصل کار فیوز حرارتی
فیوزهای حرارتی به عنوان یک وسیله ویژه برای محافظت در برابر گرمای بیش از حد می توانند به فیوزهای حرارتی آلی و فیوزهای حرارتی آلیاژی تقسیم شوند.
در میان آنها فیوز حرارتی آلی از کنتاکت متحرک، فیوزانت و فنر تشکیل شده است. هنگامی که دمای خارجی به دمای حدی از پیش تعیین شده برسد، ذوب ماده آلی ذوب می شود و باعث شل شدن دستگاه فنر فشاری می شود و انبساط فنر باعث می شود که تماس متحرک و یک طرف منجر به جدا شدن از یکدیگر شود. مدار در حالت باز است، سپس جریان اتصال بین کنتاکت متحرک و سرب جانبی را قطع کنید تا به هدف فیوزینگ برسید.
فیوز حرارتی نوع آلیاژی از سیم، فیوزانت، مخلوط مخصوص، پوسته و رزین آب بندی تشکیل شده است. با افزایش دمای محیط (محیط)، مخلوط ویژه شروع به مایع شدن می کند. هنگامی که دمای محیط به افزایش خود ادامه می دهد و به نقطه ذوب فیوزانت می رسد، فیوزانت شروع به ذوب می کند و سطح آلیاژ ذوب شده به دلیل ارتقاء مخلوط ویژه، کشش ایجاد می کند، با استفاده از این کشش سطحی، عنصر حرارتی مذاب ایجاد می شود. برای دستیابی به قطع دائمی مدار، جمع شده و به دو طرف جدا شده است. فیوزهای حرارتی آلیاژی قابل ذوب قادر به تنظیم دماهای عملیاتی مختلف با توجه به ذوب ترکیب هستند.
3. نحوه انتخاب فیوز حرارتی
(1) دمای کار نامی فیوز حرارتی انتخاب شده باید کمتر از درجه مقاومت دمایی ماده مورد استفاده برای تجهیزات الکتریکی باشد.
(2) جریان نامی فیوز حرارتی انتخاب شده باید ≥ حداکثر جریان کاری تجهیزات یا اجزای حفاظت شده/جریان پس از کاهش نرخ باشد. با فرض اینکه جریان کاری یک مدار 1.5 آمپر است، جریان نامی فیوز حرارتی انتخاب شده باید به 1.5/0.72، یعنی بیش از 2.0 آمپر برسد تا از قابلیت اطمینان عملکرد فیوزینگ فیوز حرارتی اطمینان حاصل شود.
(3) جریان نامی فیوزانت فیوز حرارتی انتخاب شده باید از حداکثر جریان تجهیزات یا اجزای محافظت شده جلوگیری کند. تنها با ارضای این اصل انتخاب می توان اطمینان حاصل کرد که فیوز حرارتی در هنگام وقوع پیک جریان معمولی در مدار، واکنش فیوزینگ نخواهد داشت. به ویژه، اگر موتور در سیستم مدار اعمال شده نیاز به راه اندازی مکرر داشته باشد یا محافظت از ترمز وجود داشته باشد. لازم است، جریان نامی فیوزانت فیوز حرارتی انتخاب شده باید 1 تا 2 سطح بر اساس اجتناب از حداکثر جریان دستگاه یا قطعه محافظت شده افزایش یابد.
(4) ولتاژ نامی فیوزانت فیوز حرارتی انتخاب شده باید بیشتر از ولتاژ مدار واقعی باشد.
(5) افت ولتاژ فیوز حرارتی انتخاب شده باید با الزامات فنی مدار اعمال شده مطابقت داشته باشد. این اصل را می توان در مدارهای ولتاژ بالا نادیده گرفت، اما برای مدارهای ولتاژ پایین، تأثیر افت ولتاژ بر عملکرد فیوز باید به طور کامل ارزیابی شود. هنگام انتخاب فیوزهای حرارتی زیرا افت ولتاژ مستقیماً بر عملکرد مدار تأثیر می گذارد.
(6) شکل فیوز حرارتی باید با توجه به شکل دستگاه محافظت شده انتخاب شود. به عنوان مثال، دستگاه محافظت شده یک موتور است که به طور کلی به شکل حلقوی است، فیوز حرارتی لوله ای معمولاً انتخاب می شود و مستقیماً در شکاف سیم پیچ قرار می گیرد تا در فضا صرفه جویی شود و به یک اثر سنجش دما خوب برسد. برای مثال، اگر دستگاهی که باید محافظت شود ترانسفورماتور است و سیم پیچ آن یک صفحه است، باید فیوز حرارتی مربعی انتخاب شود که می تواند از تماس بهتر بین فیوز حرارتی و سیم پیچ اطمینان حاصل کند تا اثر حفاظتی بهتری حاصل شود.
4. اقدامات احتیاطی در استفاده از فیوزهای حرارتی
(1) مقررات و محدودیت‌های واضحی برای فیوزهای حرارتی از نظر جریان نامی، ولتاژ نامی، دمای عملیاتی، دمای فیوزینگ، حداکثر دما و سایر پارامترهای مرتبط وجود دارد که باید به‌طور انعطاف‌پذیری با فرض برآورده کردن الزامات فوق انتخاب شوند.
(2) باید به انتخاب موقعیت نصب فیوز حرارتی توجه ویژه ای شود، یعنی استرس فیوز حرارتی به دلیل تأثیر تغییر موقعیت قطعات کلیدی در فیوز نباید به فیوز منتقل شود. محصول نهایی یا فاکتورهای ارتعاش، به طوری که از اثرات نامطلوب بر عملکرد کلی عملیات جلوگیری شود.
(3) در عملکرد واقعی فیوز حرارتی، نصب آن در شرایطی ضروری است که پس از شکسته شدن فیوز همچنان دما از حداکثر دمای مجاز کمتر باشد.
(4) موقعیت نصب فیوز حرارتی در ابزار یا تجهیزات با رطوبت بالاتر از 95.0٪ نیست.
(5) از نظر موقعیت نصب، فیوز حرارتی باید در مکانی با اثر القایی خوب نصب شود. از نظر ساختار نصب، باید تا حد امکان از تأثیر موانع حرارتی اجتناب شود، به عنوان مثال، نباید مستقیماً باشد. با بخاری متصل و نصب می شود تا تحت تاثیر گرمایش دمای سیم داغ به فیوز منتقل نشود.
(6) اگر فیوز حرارتی به صورت موازی وصل شود یا به طور مداوم تحت تأثیر عوامل اضافه ولتاژ و جریان اضافی قرار گیرد، مقدار غیرعادی جریان داخلی ممکن است به کنتاکت های داخلی آسیب برساند و بر عملکرد عادی کل دستگاه فیوز حرارتی تأثیر منفی بگذارد. بنابراین استفاده از این نوع فیوز در شرایط فوق توصیه نمی شود.
اگرچه فیوز حرارتی از قابلیت اطمینان بالایی در طراحی برخوردار است، اما وضعیت غیرعادی که یک فیوز حرارتی می تواند با آن کنار بیاید محدود است، پس از آن زمانی که دستگاه غیرعادی است نمی توان مدار را به موقع قطع کرد. بنابراین، از دو یا چند فیوز حرارتی با فیوزهای مختلف استفاده کنید. دماهای زمانی که دستگاه بیش از حد گرم می شود، زمانی که عملکرد معیوب مستقیماً بدن انسان را تحت تأثیر قرار می دهد، زمانی که هیچ وسیله برش مداری به جز فیوز وجود ندارد و زمانی که به درجه بالایی از ایمنی نیاز است.