サーモリレーの動作原理 温度過負荷リレーの構造

膨張係数は、あらゆる材料の基本的な性質の一つです。異なる2つの金属には常に異なる程度の線膨張があります。この線膨張の不均等により、バイメタルストリップは加熱されると曲がります。

サーマルリレーの動作原理

サーマルリレーは、上記の金属の性質に基づいて動作します。サーマルリレーの基本的な動作原理は、ヒーティングコイルを通る過電流によってバイメタルストリップが加熱されると、曲がり通常開状態の接点を閉じることです。

サーマルリレーの構造

サーマルリレーの構造は非常に単純です。上記の図に示すように、バイメタルストリップには2つの金属（金属Aと金属B）があります。金属Aは線膨張係数が低く、金属Bは線膨張係数が高いです。

過電流がヒーティングコイルを通過すると、バイメタルストリップが加熱されます。
コイルによって生成された熱により、両方の金属が膨張しますが、金属Bの膨張は金属Aよりも大きくなります。この異なる膨張により、バイメタルストリップは金属A側に向かって曲がります。

ストリップが曲がると、NO接点が閉じ、最終的に回路遮断器のトリップコイルが励磁されます。
加熱効果は即時ではありません。ジュールの加熱法則によれば、生成される熱量は

ここで、Iはサーマルリレーのヒーティングコイルを通過する過電流です。
Rはヒーティングコイルの電気抵抗であり、tは電流Iがヒーティングコイルを通過する時間です。したがって、上記の式から、コイルによって生成される熱量は、過電流がコイルを通過する時間に比例することが明らかです。そのため、サーマルリレーの動作には長い時間遅延があります。

そのため、このタイプのリレーは一般的に、過負荷が予定された時間内に流れ続けることを許可する場所で使用されます。過負荷または過電流が予定された時間前に正常値に戻った場合、リレーは保護対象の機器をトリップさせる動作を行いません。
サーマルリレーの典型的な応用例は、電動機の過負荷保護です。

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