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熱保護開關
鎖定
- 中文名
- 熱保護開關
- 別 名
- 温控儀
- 接點形式
- 常閉型、常開型
- 感温組件
- 雙金屬片
- 原 理
- 雙金屬片受熱產生內應力
- 動作機理
- 觸點自動閉合/打開
熱保護開關產品簡介
名稱:温控儀
型號:KSD301
組成:KSD 301的常閉式温控器主要由殼體、碟形雙金屬片、片彈簧、動觸頭、靜觸頭和陶瓷杆組成。
結構:靜觸頭經定接板與温控器的殼體同定,動觸頭鉚接在片彈簧上,片彈簧利用鉚釘與殼體固定,在温控器未動作時,動觸頭在片彈簧預壓力的作用下,維持着與靜觸頭的緊密接觸狀態。陶瓷杆放置於導向架的中心孔處,可沿中心孔上下往復移動。陶瓷杆處於碟形雙金屬片的凹腔中,碟形雙金屬片自由放置在導向架上
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熱保護開關主要部件
碟形雙金屬片
作為常見的熱敏元件,雙金屬片在現代的生產和生活中有廣泛的應用。突跳式温控器採用碟形雙金屬片作為感温元件,其作用就是將外界的熱能轉化為變形能,從而引起碟片拱高的變化。碟形雙金屬片是由兩種不同膨脹係數的金屬或者合金沿整個接觸面牢固複合在一‘起而組成的複合功能材料,並經衝壓製成的碟狀薄壁結構。
在其組元合金中,膨脹係數較大的組元合金層稱為主動層,由膨脹係數較小的組元合金層稱為被動層。在相同的温度變化條件下,主動層的變形量大於被動層的伸長量。當外界温度升高時,碟形雙金屬片就會向被動層-N彎曲變形。在温度降低時,由於主動層的變形量減小的速度更快,碟形雙金屬片會向主動層一側彎曲變形。
碟形雙金屬片屬於球形金屬殼體結構,對於這種結構的雙金屬片,均勻加熱的作用相當於在殼體的邊界上施加一個軸對稱的均布力矩,當温度或邊界力矩增加到某一臨界值時,殼體將出現非線性的失穩現象,拱高會出現大幅度的跳躍,且產生突跳
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突跳式温控器正是利用了碟形雙金屬片的突跳現象,實現快速切斷和閉合被控電路的功能。
彈簧系統
在開關電器中,觸簧系統起到分斷和接通電路並承載正常工作電流的功能。動、靜觸頭是突跳式温控器的關鍵元件之一,其主要作用是承載電流、起電能傳遞和信號輸送的作用。如果接觸電阻過大時,流經接觸區域的焦耳熱效應嚴重時,會使接觸表面的觸頭殘料熔化從而引起“靜熔焊”現象,所以要保證觸頭具有低而穩定的電阻。另外在觸頭的斷開和閉合過程中,均會產生電弧。由電弧放電引起觸頭材料的磨損、燒蝕和材料轉移是觸頭的主要失效形式。因此,要求觸頭材料應具有合適的熔點、沸點、硬度和彈性模量、較低的接觸電阻、高的熱傳導性能、抗熔焊和抗腐蝕性能。目前常用的電接觸材料包括:AgCrO、AgNi、AgC和AgW等觸頭材料。
片彈簧通常是白金屬薄板經衝裁加工、彎曲製成,根據使用場合和用途的不同,片簧有不同的形狀和結構。可以在垂直於片彈簧的最小剛度平面方向施加外力,迫使片彈簧發生變形,從而實現被控對象的分離,此時外力做的功以彈性能的形式儲存在片彈簧中,當外力消除,片彈簧在彈性能的作用下,恢復初始位置,從而保持被控對象閉合。應用在電接觸領域中的片彈簧材料要有良好的導電性和耐腐蝕性,突跳式温控器的片彈簧多采用鈹青銅、磷青銅等銅合金材料
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熱保護開關結構
一種熱保護開關,具有速動盤式熱動開關(1,2)、可以通過一個傳動銷(3)控制位於兩接頭(6,6’)之間的對接橋(4)以及一個與上述銷(3)協同動作設計成中空口柱體的復位按鈕(9),後者在內腔中具有光源(12)及限流裝量(13),光源永久地接通兩接頭(6,6’)。光源(12)因限流裝置(13)只在對接橋打開時,亦即在熱保護開關斷開時發光,並顯示這種狀態
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一種具有自動斷路器的熱保護開關,它具有一個速動盤式熱動開關,該熱動開關的雙金屬盤通過速動作用控制一個從該雙金屬盤離開伸出的傳動銷,該傳動銷一方面控制一個位於一根連接兩個接頭的導線內的對接橋,另一方面與一個呈按鈕形式的機械式復位控制器協同動作,使得在温度影響下對接橋打開之後,傳動銷通過按下按鈕又可使雙金屬盤復位,其特徵在於:設計為中空圓拄體的按鈕至少在局部是可透光的,在其內腔沒有一個通過一根單獨的導線連接在上述兩個接頭之間的光源,該光源設有一個限流電阻,使得在正常工作情況下,亦即在對接橋閉合時,光源不發光,但是在對接橋打開時,光源發光。
熱保護開關工作原理
當其處於閉合工作狀態時,動觸頭在片彈簧彎曲變形產生的預壓力作用下,維持與靜觸頭的緊密接觸。
當外界温度升高,碟形雙金屬片的凸起高度逐漸變小,當温度升高到碟形雙金屬片設計温度的上限時,碟形雙金屬片突然向反方向凸起,通過陶瓷杆,產生對片彈簧的推力,推動片彈簧向下運動,從而使動觸頭與靜觸頭分開,實現切斷電路的功能,推力所做的功轉化為片彈簧的變形能,並儲存在片彈簧中。
當外界温度降低時,碟形雙金屬片反方向的凸起高度逐漸減小。
當温度降低到碟形雙金屬片的設計温度下限時,碟形雙金屬片反向突跳,此時作用於片彈簧的推力突然消失,片彈簧在內部所儲存的變形能作用下,帶動動觸頭向靜觸頭運動,最終使動靜觸頭處於接觸狀態,從而實現了閉合電路的功能。動觸頭與靜觸頭的分離和接觸,完成了突跳式温控器的一次工作行程,實現了切斷和閉合電路功能
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熱保護開關技術參數
1、電氣參數:
1)CQC、VDE、UL、CUL? AC250V 50~60Hz 5A / 10A / 15A(阻性負載)
2)UL AC 125V 50Hz 15A(阻性負載)
2、動作温度範圍:0~240℃(任選),温度精度:±2 ±3 ±5 ±10℃
3、回覆與動作温度差:8~100℃(任選)
5、使用壽命:≥ 100000次
6、電氣強度:AC 50Hz 1800V歷時1min,無閃爍,無擊穿
7、接觸電阻:≤50mΩ
8、絕緣電阻:≤100MΩ
9、接點形式:常閉型:温度上升,觸點斷開,温度下降,觸點接通;
常開型:温度上升,觸點接通,温度下降,觸點斷開
10、外殼防護等級:IP00
11、接地方式:通過温控器金屬外殼與器件接地金屬零件相連。
12、安裝方式:直接用鏍母加固即可以。
13、温度工作範圍:-25℃∽+240℃+1℃∽2℃
熱保護開關結構及應用
KSD301系列產品是一種用雙金屬片作為感温組件的温控器,電器正常工作時,雙金屬片處於自由狀態,觸點處於閉合/斷開狀態,當温度達到動作温度時,雙金屬片受熱產生內應力而迅速動作,打開/閉合觸點,切斷/接通電路,從而起到控温作用。當電器冷卻到復位温度時,觸點自動閉合/打開,恢復正常工作狀態
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它主要由殼體、碟形雙金屬片、片彈簧、動觸頭、靜觸頭和陶瓷杆組成。其中,靜觸頭經定接板與温控器的殼體同定,動觸頭鉚接在片彈簧上,片彈簧利用鉚釘與殼體固定,在温控器未動作時,動觸頭在片彈簧預壓力的作用下,維持着與靜觸頭的緊密接觸狀態。陶瓷杆放置於導向架的中心孔處,可沿中心孔上下往復移動。陶瓷杆處於碟形雙金屬片的凹腔中,碟形雙金屬片自由放置在導向架上
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廣泛應用於:飲水機、熱水器、三明治烤麪包機、洗碗機、乾燥機、消毒櫃、微波爐、電熱咖啡壺、電煮鍋、冰箱、空調、過膠機、辦公設備、汽車座位加熱器等電熱器具。
熱保護開關特點
具有性能穩定、精度高、體積小、量輕、可靠性高、壽命長、對無線電幹憂小等特點。
熱保護開關注意事項
1、採用接觸感温式安裝時,應使金屬蓋面貼緊被控器具的安裝面,為確保感温效果,應在感温表面塗上導熱硅脂或其它性能類似的導熱介質。
2、安裝時不可把蓋面頂部壓塌、鬆動或變形,以免影響性能。
3、不能讓液體滲入控温器內部,不得使外殼出現裂紋,不得隨意改變外接端子的形狀。
4、產品在不大於5A電流的電路中使用,應選擇銅芯截面為0. 5-1㎜2導線連接;不大於10A電流的電路中使用,應選擇銅芯截面為0.75-1.5㎜2導線連接。
KSD301的分類,可以按照温度來分,也可以按照材質來分類,也可以按照安裝方式來分。
按動作性質來分:可以分為常開動作,和常閉動作。
- 參考資料
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- 1. 王立民, 李長森. 可調式温度控制器: CN, CN 203071005 U[P]. 2013.
- 2. 李小輝. 突跳式温控器用片彈簧優化設計方法的研究[D]. 浙江理工大學, 2014.
- 3. 樊薇薇, 任萬濱, 翟國富. 電磁繼電器觸簧系統動態接觸特性的研究[J]. 機電元件, 2003, 23(4):3-9.
- 4. 約蘭達·金茨勒. 熱保護開關:, CN 1212449 A[P]. 1999.
- 5. 何愛嫣. 温控器(ksd301-2): CN, CN 301503775 S[P]. 2011.
- 6. 袁李濤, 孫明禮, 楊露,等. 一種usb供電的可調高度温控加熱棒: CN, CN 202750255 U[P]. 2013.