环形碟片空载动作温度公式

环形碟片空载动作温度公式 热保护器环形双金属碟片 空载动作温度计算公式的推导 杭州泛博电器有限公司 浙江 富阳 陈荣泉 摘要:文章根据环形(梅花形)双金属碟片温度特性轨迹推导出其空载动作温度的计 算公式。 关键词: 残储外力 触点压力 热保护器双金属碟片温度特性轨迹有圆形和环形(梅花形)双金属碟片温度特性轨迹的区分，圆形双金属碟片温度特性轨迹是在成形过程中形成的轨迹，如图1所示。它没有空载温度特性轨迹和负载温度特性轨迹的区别，就这么一个空载温度特性轨迹。环形双金属碟片温度特性轨迹和圆形双金属碟片温度特性轨迹不同，除有一个成形过程中形成的轨迹外，还有一个通过调节螺杆调节形成的轨迹，如图2所示。故环形双金属碟片就存在一个成形过程中形成的空载温度特性轨迹和通过调节螺杆调节形成的负载温度特性轨迹的问题，相应地就有一个空载动作温度(回复温度)和负载动作温度(回复温度)的问题。 环形双金属碟片温度特性轨迹如图3所示。其中?为成形过程中仅一次正压所形成的轨迹，在出现了动作温度的同时形成了一个比标称回复温度(61?)稍高一点的回复温度。在这个基础上再进行一次反压成形，形成?所示轨迹。这个轨迹就是我们通常所说的温度特性轨迹，圆形双金属碟片温度特性轨迹就到此为止了。其特点是在成形过程中形成的轨迹。这个轨迹对于环形双金属碟片来说就是空载温度特性轨迹，它还将通过调节螺杆的调节，将空载动作温度点调到负载动作温度点，形成?所示负载温度特性轨迹。从图中可以看出，空载温度特性轨迹和负载温度特性轨迹，仅是动作温度点人为地发生了变化，回复温度并没有改变。通过调节螺杆的调节，温度特性成形时加进的外力J,就变小，成为双金属碟片负载时的残储外力J;变小的这部分就成了触点压力。与此同时，将高的空载动作温度点调到了低的负载动作温度点，故使碟片动作的体积热能发生了变化。空载动作温度点获得的体积热能大，它回到回复温度的时间就长;负载动作温度点获得的体积热能小，回到回复温度的时间就短，但回复温度仍是一样,即T=T,。 22 由于?B,C,D,??BCD 1 B,C, B,D, T,+T 32故 ——— = ——— 而B,C,= T,- T,= T,- ———— = T,- T 3Z332 BC BD 2 T+ T 3 2 BC = T- T= T - ———— = T - TJ 3 Z 332 而BD = B:D,, 2 T,-J T3 2 + GB,D,= J B:D,+B,B:= + G 故 ———— = ———— T - TJ 32 T(J 3 2+ G)-T G T,= ————————— 3 J 在这里J就是负载时中间温度变化到动作温度时的热推力F，即 2 F = K(T-T)Eδ 3Z2 T[ K(T-T)Eδ+ 33Z2 G]-T G 故空载时的动作温度T,= ——————————————— (?) 32 K(T-T)Eδ3Z 其中T:双金属碟片负载时的动作温度，(?) 3 K:双金属碟片的比弯曲，(1/?) T: 双金属碟片负载时回复温度变化到动作温度时的中间温度，(?) Z 2E:双金属碟片的弹性模量，(N/mm) δ:碟片的材料厚度，(mm) G:触点压力，(N) 工厂可参考1建立对应于额定动作电流的触点压力系列。 表1 触点压力和额定动作电流对应关系(仅供参考) N 1.059 1.108 1.147 1.196 1.255 1.314 1.383 1.451 1.530 1.618 1.716 1.834 触点压力 g 108 113 117 122 128 134 141 148 156 165 175 187 额定电流 A <3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 示例给出某一圆盘形热保护器的相关参数，举例求取环形双金属碟片温度特性成形时的空 载动作温度。 额定动作电流:5A 动作温度(T):125? 回复温度(T):61? 32 -6双金属碟片:FPA721-110 比弯曲(K):20.5×10/? 52 弹性模量(E):1.38×10N/mm 碟片厚度(δ):0.18 mm 参考表1，额定动作电流为5A，选择触点压力G为1.108N 2 125+61 T+T 32 回复温度变化到动作温度时的中间温度:T = ------- = -------- = 93 (?) Z 2 2 2T[ K(T-T)Eδ+ 33Z2 G]-T G 故空载时的动作温度T,= ——————————————— 3 J -652 125[20.5×10(125-93)×1.38×10×0.18+1.108 ]-61×1.108 T, = ——————————————————————————————— 3-652 20.5×10(125-93)×1.38×10×0.18 = 149.177 (?) 3