Обзор

Термовыключать (тепловое реле) "прямого действия" - обзор

Обзор посвящен малогабаритному термовыключателю (термореле) KSD-01F. Он является простым, но эффективным прибором "прямого действия"; то есть, не содержит никакой электроники, а содержит только биметаллические контакты, которые рассчитаны на протекание значительного тока и могут управлять включением или выключением других приборов непосредственным образом (без промежуточных узлов).

Тестируемый тип термовыключателей может быть как с нормально-разомкнутыми контактами (open), так и с нормально-замкнутыми (close). В силу сложившихся обстоятельств (личных потребностей) протестированы будут только термовыключатели с нормально-разомкнутыми контактами на температуры срабатывания (замыкания) 40, 50 и 60 градусов.

Буква "H" перед обозначением температуры означает, что термореле - с нормально-разомкнутыми контактами; а буква "D"  - что оно с нормально-замкнутыми контактами.

Цена таких термореле - очень небольшая (около $0.5 на дату обзора), купить можно на небезызвестном Алиэкспресс (ссылка).

Реклама. ООО "АЛИБАБА.КОМ (РУ)" ИНН 7703380158

Далее в обзоре тестируемый прибор будет именоваться термовыключатель, тепловой выключатель, термореле, тепловое реле, - это синонимы. Иногда в интернете подобные устройства называют также "термостат" или "термопредохранитель", но это не совсем верно.
 

Оглавление

1. Конструкция и технические характеристики теплового выключателя KDS-01F

   2. Методика и результаты тестов

   3. Окончательный диагноз и область применения
 

Конструкция и технические характеристики теплового выключателя KSD-01F

Тестируемый термовыключатель KDS-01F имеет, действительно, очень малые габариты. Он размещён в корпусе типа TO-220; старожилы должны помнить, что в точно таких же корпусах размещались популярные советские транзисторы КТ818 / КТ819.

С обратной стороны имеется металлическая площадка, но она предназначена не для отвода тепла, а для его подвода к термовыключателю с целью ускорения его реакции на изменение внешней температуры:

Но реакция на изменение температуры будет не мгновенной, так как прямого контакта подложки с биметаллической пластиной нет (они должны быть электрически изолированы; и именно так это и сделано).

Технические характеристики теплового выключателя KSD-01F

Контактная нагрузка: 250VAC 1.5A

Габариты (длина с выводами * ширина * толщина): 29.7*10.2*4.7 мм

Точность срабатывания: ±5°C (для номиналов до 100°C); ±6°C (для номиналов 105°C и выше)

Диапазон температур: 0°C-150°C (шаг вариантов исполнения 5°C)

Тип контакта: нормально замкнутый (-D) или нормально разомкнутый (-H)

Корпус: TO-220

Сопротивление контакта: <=50 миллиОм

Сопротивление изоляции: >=100 МОм (500 В постоянного тока).

Если кого интересует, то по этой ссылке - datasheet KSD-01F (PDF, 250 KB). Документ, правда, на китайском языке; но его можно "скормить" какому-нибудь автоматическому переводчику.

Учитывая, что рекомендуется использование устройств и радиоэлементов с загрузкой по максимально-допустимым параметрам не более, чем на 75-80%, то целесообразно при прямом подключении нагрузки ограничиться током до 1.2 А.

Кроме того, следует учитывать, что при коммутации ёмкостной нагрузки ток в момент включения может многократно превышать рабочий ток в установившемся режиме, что может привести к преждевременному износу контактов (искра в момент замыкания).

Методика и результаты тестов

Первая проверка - самая простая: на слух. Проверялось, будет ли слышен щелчок из тестируемых термореле в момент переключения.

Слабый щелчок при такой проверке, действительно, был слышен. Из этого следует, что биметаллическая пластина в устройстве обладает свойствами механизма "мгновенного действия", что предотвращает длительный дребезг контактов вблизи температуры переключения.

Следующие проверки - более сложные: температура замыкания контактов и температура их размыкания (для механических термореле они не могут совпадать). Соответственно, из разницы этих температур определяем гистерезис.

Сложность этих испытаний в том, что нужно добиться, чтобы температура термореле равнялась температуре датчика термометра; и, кроме того, нагрев должен быть достаточно медленным, чтобы температура биметалла при изменении внешней температуры не слишком от неё отличалась.

Для решения первой проблемы термореле и датчик температуры тесно связывались друг с другом проволокой, а затем вся эта конструкция погружалась в воду; которая затем подогревалась и остужалась.

Кратковременное погружение в воду для обоих компонентов безопасно; но при длительном погружении контакты термореле могут разъедаться электролизом. То есть, просьба не считать допустимой постоянную работу термореле в воде (погружение - только на время испытаний).

Тем не менее, учитывая различную температурную инерционность датчика температуры и термореле; а также погрешность самого цифрового термометра, в приведённых далее результатах испытаний возможна погрешность примерно до 2°C.

Как можно видеть, температура срабатывания термореле может довольно сильно отличаться от номинальной (на грани допуска); а гистерезис приближается к 10 градусам.

Из последнего факта следует, что при высокой температуре окружающей среды термореле может включить какой-то механизм охлаждения (например, вентилятор), а затем его уже никогда его не выключит. Этот факт не является абсолютным противопоказанием к применению; но его надо учитывать.

Окончательный диагноз и область применения

Чуда от таких простейших электромеханических устройств ждать не следует, и его не случилось.

У протестированных термореле весьма значителен разброс точек срабатывания и велик гистерезис.

Иными словами, они не подойдут для тех случаев, где требуется высокая точность поддержания температуры: для таких случаев требуются электронные регуляторы - более сложные и дорогие.

Но возможность прямого включения протестированных термореле в цепь исполнительного механизма - это такой "вкусный" плюс, что они точно найдут себе применение!

В первую очередь надо упомянуть управление вентиляторами в компьютерах и блоках питания. Причём, для этих целей возможна реализация не только простого алгоритма "включил-выключил", но и более сложной ступенчатой регулировки охлаждения.

Например, одно термореле (на невысокую температуру) включает первый вентилятор, а второе термореле (на более высокую температуру) включает второй вентилятор; и тогда систему будут охлаждать сразу два вентилятора.

Либо возможен другой вариант, если вентилятор один или вентиляторы должны синхронно управляться. Первое термореле включает низкое напряжение для питания вентилятора (-ов), а второе - более высокое. Питающие напряжения должны иметь диодную развязку.

В общем, применяем смекалку и знания схемотехники!

Купить протестированные термореле можно на Алиэкпресс, например, у этого продавца (а также у многих других). Цена на дату обзора - около $0.5 (цена может меняться, проверяйте!).

Реклама. ООО "АЛИБАБА.КОМ (РУ)" ИНН 7703380158

Весь раздел "Сделай сам! (DIY)" - здесь.

  Ваш Доктор.
 07 марта 2023 г.

Вступайте в группу SmartPuls.Ru  Контакте! Анонсы статей и обзоров, актуальные события и мысли о них.

  Комментарии вКонтакте:

При копировании (перепечатке) материалов ссылка на источник (сайт SmartPuls.ru) обязательна!