הגנה מפני התחממות יתר עד 450°C – פתרונות תרמיים מתקדמים לתנורים ולציוד תעשייתי

High Temperature Thermal Protection – Limitor TB97/TB98

במערכות חימום תעשייתיות, תנורים, מכונות ריתוך וציוד הפועל בטמפרטורות גבוהות, בקרת טמפרטורה מדויקת היא חלק בלתי נפרד מהפעולה התקינה. אולם מה קורה כאשר מערכת הבקרה נכשלת, גוף החימום ממשיך לפעול או שהטמפרטורה עולה מעבר לתחום העבודה המותר?

במצבים כאלה, התחממות יתר (Overtemperature) עלולה לגרום לנזק לרכיבים, לפגיעה בציוד, להשבתת תהליכי ייצור ואף לסיכונים בטיחותיים.

אחד הפתרונות להגנה מפני מצבים אלה הוא שימוש במפסק תרמי ייעודי (Thermal Protector), המגיב ישירות לטמפרטורה ומאפשר לנתק מעגל חשמלי כאשר מגיעים לסף שנקבע מראש.

סדרת TB97/TB98 של Limitor, המיוצרת בטכנולוגיית Bimetal Snap-Disc, מיועדת ליישומים תעשייתיים בטמפרטורות גבוהות במיוחד, עם טמפרטורות מיתוג של עד 450°C, בהתאם לתצורת המוצר.

המפסקים משלבים מבנה קרמי עמיד בחום, מנגנון מיתוג מכני, אפשרויות חיבור מגוונות ואיפוס אוטומטי לאחר התקררות.

באמצעות אמירוניק ניתן לקבל פתרונות הגנה תרמית מסדרת Limitor TB97/TB98, תוך התאמת טמפרטורת המיתוג, סוג המגע, החיבורים ואופן ההתקנה לדרישות היישום.

1. מדוע נדרשת הגנה תרמית עצמאית במערכות חימום תעשייתיות?

מערכות חימום תעשייתיות מבוססות בדרך כלל על שילוב של גופי חימום, חיישני טמפרטורה, בקרי טמפרטורה ורכיבי מיתוג חשמליים.

במהלך פעולה תקינה, בקר הטמפרטורה (Temperature Controller) מודד את הטמפרטורה באמצעות חיישן, כגון Thermocouple או RTD, ומווסת את פעולת החימום בהתאם לערך הרצוי.

אולם מערכת הבקרה אינה חסינה מפני תקלות.

בין הגורמים האפשריים להתחממות יתר:

• כשל בחיישן הטמפרטורה או בחיבוריו.
• תקלה בבקר הטמפרטורה או במעגל הבקרה.
• מגעי ממסר או קונטקטור שנותרו סגורים.
• תקלה במערכת הקירור או האוורור.
• שינוי בלתי צפוי בתנאי העומס התרמי.
• הצטברות חום מקומית שאינה מזוהה בנקודת המדידה של הבקר.

במקרים אלה, מערכת החימום עלולה להמשיך לפעול גם כאשר הטמפרטורה חורגת מהתחום המתוכנן.

ההבדל בין בקרת טמפרטורה להגנה מפני התחממות יתר

חשוב להבחין בין שתי פונקציות הנדסיות שונות:

Temperature Control – בקרת טמפרטורה

מערכת המיועדת לשמור על טמפרטורת העבודה הרצויה באמצעות מדידה וויסות רציפים.

Overtemperature Protection – הגנה מפני התחממות יתר

מנגנון המיועד להגיב כאשר הטמפרטורה מגיעה לסף מוגדר, כדי לאפשר הפסקה או שינוי של פעולת המערכת ולצמצם את הסיכון לנזק.

במערכות שבהן נדרשת שכבת הגנה נוספת, ניתן לשלב מפסק תרמי עצמאי שאינו תלוי במדידת הטמפרטורה של הבקר הראשי.

עם זאת, יש לבחון את ארכיטקטורת המערכת, דרישות התקינה ואופן הטיפול בתקלות. מפסק בעל איפוס אוטומטי אינו מהווה בהכרח תחליף למנגנון בטיחות המחייב ניתוק קבוע או איפוס ידני.

2. האתגר ההנדסי: הגנה תרמית בטמפרטורות של עד 450°C

בחירת רכיב הגנה תרמית הופכת למורכבת במיוחד כאשר טמפרטורות העבודה מגיעות למאות מעלות צלזיוס.

בטמפרטורות גבוהות, לא רק מנגנון המיתוג חייב לעמוד בתנאי הסביבה. גם המארז, המגעים החשמליים, החיבורים ואופן ההתקנה משפיעים על התאמת הרכיב ליישום.

האתגרים המרכזיים

עמידות תרמית של המבנה

רכיבי הגנה המותקנים בסביבת חום גבוהה דורשים חומרי מבנה המתאימים לטמפרטורות העבודה. סדרת TB97/TB98 משתמשת במארז קרמי (Ceramic Housing), המיועד ליישומים תרמיים מאתגרים.

דיוק טמפרטורת המיתוג

במערכות חימום, סטייה משמעותית בטמפרטורת הניתוק עלולה להשפיע על פעולת הציוד ועל רמת ההגנה. סדרת TB97/TB98 זמינה עם טולרנס מיתוג סטנדרטי של ±5%, לרבות בטמפרטורות מיתוג העולות על 400°C.

התאמת החיבורים לטמפרטורה

לא כל תצורת חיבור מתאימה לטמפרטורת המיתוג המרבית של המוצר. בסדרת TB97/TB98, חיבורים מסוימים מתאימים עד 450°C, בעוד שחיבורי Flat Connector ו-Screw Connector מוגבלים ל-350°C.

יכולת מיתוג חשמלית

מפסק תרמי נדרש להתאים גם למתח, לזרם ולאופי העומס החשמלי. לדוגמה, נתוני הסדרה כוללים דירוגים של 10A ב-230VAC או 6A ב-400VAC, בהתאם לגרסה.

תגובה לשינויי טמפרטורה

מהירות התגובה התרמית מושפעת ממבנה הרכיב, ממיקום ההתקנה ומהעברת החום מהמערכת אל מנגנון החישה. מבנה ה-TB97/TB98 מתוכנן להעברת חום יעילה ולתגובה תרמית מהירה.

השילוב בין דרישות אלה מחייב בחירה של רכיב הגנה ייעודי, ולא הסתמכות על טמפרטורת המיתוג המרבית בלבד.

3. כיצד פועלת טכנולוגיית Bimetal Snap-Disc?

אחת הטכנולוגיות הנפוצות להגנה תרמית במערכות חשמליות היא Bimetal Snap-Disc, המבוססת על דיסקה דו-מתכתית המשנה את צורתה כאשר הטמפרטורה מגיעה לערך מוגדר מראש.

בניגוד לחיישני טמפרטורה אלקטרוניים, המחייבים בדרך כלל מערכת מדידה ועיבוד אותות, מנגנון Bimetal Snap-Disc מאפשר לבצע פעולת מיתוג מכנית ישירה בתגובה לשינוי בטמפרטורה.

טכנולוגיה זו מתאימה במיוחד ליישומים שבהם נדרשת פעולה פשוטה, עצמאית ואמינה, ללא תלות במעגל בקרה אלקטרוני.

עקרון הפעולה של מפסק תרמי דו-מתכתי

מנגנון הפעולה מבוסס על מספר שלבים:

שלב 1 – פעולה בטמפרטורה תקינה

כאשר הטמפרטורה נמוכה מסף המיתוג, הדיסקה הדו-מתכתית נמצאת במצבה הראשוני, והמגעים החשמליים נשארים במצבם הרגיל.

שלב 2 – עליית הטמפרטורה

עם התחממות הרכיב, שתי המתכות המרכיבות את הדיסקה מתפשטות באופן שונה. הפרש ההתפשטות יוצר מאמצים מכניים המשפיעים על צורת הדיסקה.

שלב 3 – הגעה לטמפרטורת המיתוג

כאשר הטמפרטורה מגיעה לערך שנקבע מראש, הדיסקה משנה את צורתה במהירות בתנועת Snap Action.

שינוי זה מפעיל את מנגנון המגעים וגורם לפתיחה או לסגירה של המעגל החשמלי, בהתאם לסוג המפסק.

שלב 4 – התקררות ואיפוס אוטומטי

לאחר שהטמפרטורה יורדת לערך החזרה המתוכנן, הדיסקה חוזרת למצבה המקורי והמגעים חוזרים למצבם ההתחלתי.

פעולה זו מכונה Automatic Reset.

מהו היתרון של מנגנון Snap-Disc?

מנגנון Snap-Disc מאפשר מעבר מהיר בין מצבי המיתוג, במקום תנועה הדרגתית בלבד של המגעים.

יתרונות הטכנולוגיה כוללים:

• מנגנון מכני שאינו דורש אספקת מתח לצורך חישת הטמפרטורה.
• מיתוג ישיר כאשר מגיעים לטמפרטורה מוגדרת.
• מבנה פשוט יחסית, ללא צורך בעיבוד אותות אלקטרוני.
• אפשרות לפעולה חוזרת באמצעות איפוס אוטומטי.
• התאמה ליישומים תעשייתיים הדורשים הגנה תרמית מקומית.

בסדרת Limitor TB97/TB98, טכנולוגיה זו משולבת במבנה קרמי המיועד לפעולה בתנאי חום גבוהים במיוחד.

4. Limitor TB97/TB98 – מפסקים תרמיים לטמפרטורות של עד 450°C

סדרת TB97/TB98 של Limitor פותחה עבור יישומים שבהם נדרשת פעולת מיתוג תרמית בטמפרטורות גבוהות, לרבות תנורים תעשייתיים, גופי חימום, מכונות ריתוך ומערכות חימום חשמליות.

המפסקים מבוססים על מנגנון Bimetal Snap-Disc ומשלבים מארז קרמי, אפשרויות חיבור והתקנה מגוונות, וטמפרטורות מיתוג הנעות בין 180°C ל-450°C, בהתאם לדגם ולתצורה.

מאפיינים טכניים מרכזיים

פרמטר	נתון
יצרן	Limitor
סדרת מוצרים	TB97 / TB98
טכנולוגיה	Bimetal Snap-Disc
טווח טמפרטורות מיתוג	180°C עד 450°C, בהתאם לתצורה
טולרנס מיתוג סטנדרטי	±5%
סוגי מגעים	Normally Closed / Normally Open
איפוס	Automatic Reset
חומר המארז	Ceramic Housing
דירוג חשמלי לדוגמה	10A ב-230VAC / 6A ב-400VAC
דירוג חשמלי לגרסאות 120VAC	13A ב-120VAC
התנגדות מגע	עד 50mΩ
חוזק דיאלקטרי	עד 3,000V, בהתאם לגרסה
מספר מחזורי מיתוג	10,000 לפי נתוני היצרן
מידות גוף	27.5 × 15.5 × 12.5 מ"מ
תקינה ואישורים	IEC/EN 60730-1, 60730-2-9, VDE, UL בהתאם לתנאי האישור

הערה הנדסית חשובה: טמפרטורת המיתוג המרבית של 450°C אינה חלה על כל תצורות החיבור. בנוסף, אישור UL המופיע בנתוני היצרן מוגבל לטמפרטורות מיתוג של 180°C עד 350°C. יש לבדוק את ההתאמה של הדגם הספציפי לדרישות היישום.

מבנה קרמי המיועד לתנאי חום קיצוניים

אחד המאפיינים המרכזיים של סדרת TB97/TB98 הוא השימוש במארז קרמי עמיד בחום.

המבנה מאפשר לשלב את מנגנון המיתוג התרמי בסביבות שבהן רכיבים בעלי מארזים פולימריים רגילים עלולים שלא להתאים לתנאי העבודה.

בנוסף, מבנה המוצר מתוכנן להעברת חום יעילה אל מנגנון החישה, כדי לאפשר תגובה לשינויי הטמפרטורה בסביבת ההתקנה.

פתרון קומפקטי לשילוב במערכות קיימות

למרות טמפרטורות המיתוג הגבוהות, גוף המפסק קומפקטי יחסית, במידות של כ-27.5 × 15.5 × 12.5 מ"מ.

המוצר זמין עם אפשרויות התקנה וחיבור שונות, לרבות חיבורים שטוחים, חיבורי הברגה ומוליכים מרותכים, בהתאם לתצורה.

גמישות זו מאפשרת למהנדסי פיתוח וליצרני ציוד (OEM) לבחור את התצורה המתאימה לתכנון המכני והחשמלי של המערכת.

5. TB97 לעומת TB98 – מה ההבדל בין Normally Closed ל-Normally Open?

בעת בחירת מפסק תרמי, אחד הפרמטרים החשובים הוא מצב המגעים החשמליים לפני ההגעה לטמפרטורת המיתוג.

סדרת Limitor TB97/TB98 כוללת שתי אפשרויות פעולה עיקריות.

TB97 – Normally Closed (NC)

בדגם TB97, המגעים סגורים במצב הרגיל, כאשר הטמפרטורה נמוכה מסף המיתוג.

כאשר הטמפרטורה עולה ומגיעה לערך שנקבע מראש, המגעים נפתחים ומנתקים את המעגל החשמלי.

לאחר התקררות לטמפרטורת החזרה, המגעים נסגרים מחדש באופן אוטומטי.

תצורה זו מתאימה, בין היתר, למערכות שבהן נדרש להפסיק את פעולת החימום כאשר הטמפרטורה מגיעה לערך מוגדר.

TB98 – Normally Open (NO)

בדגם TB98, המגעים פתוחים במצב הרגיל, כאשר הטמפרטורה נמוכה מסף המיתוג.

כאשר הטמפרטורה מגיעה לערך שנקבע מראש, המגעים נסגרים.

לאחר התקררות לטמפרטורת החזרה, המגעים נפתחים מחדש.

תצורה זו יכולה לשמש להפעלת מעגל התראה, כניסה לבקר או פונקציית מיתוג אחרת בעת הגעה לטמפרטורה מוגדרת, בכפוף לדירוגים החשמליים של המפסק.

טבלת השוואה – TB97 מול TB98

מאפיין	TB97	TB98
מצב מגע רגיל	NC – סגור	NO – פתוח
בהגעה לטמפרטורת המיתוג	המגע נפתח	המגע נסגר
לאחר התקררות	המגע נסגר מחדש	המגע נפתח מחדש
שימוש אפשרי	ניתוק מעגל חימום	הפעלת התראה או מעגל בקרה
מנגנון חישה	Bimetal Snap-Disc	Bimetal Snap-Disc
איפוס	אוטומטי	אוטומטי

הבחירה בין TB97 ל-TB98 תלויה בתפקידו של המפסק במערכת החשמלית ובאופן שבו נדרש המעגל להגיב לעליית הטמפרטורה.

במערכות שבהן נדרשת הגנה מפני התחממות יתר, יש לבחון גם את התנהגות המערכת לאחר התקררות, במיוחד כאשר חזרת המגעים למצבם המקורי עלולה לגרום להפעלה מחודשת של גוף החימום.

6. טמפרטורת מיתוג והיסטרזיס – שני פרמטרים קריטיים בהגנה תרמית

כאשר בוחרים מפסק תרמי למערכת חימום תעשייתית, לא מספיק לדעת מהי הטמפרטורה המרבית שבה המפסק מסוגל לפעול. יש להבין גם באיזו טמפרטורה מתבצע המיתוג ומתי המגעים חוזרים למצבם המקורי.

שני הפרמטרים המרכזיים הם Switching Temperature ו-Thermal Hysteresis.

Switching Temperature – טמפרטורת המיתוג

טמפרטורת המיתוג היא הטמפרטורה שבה מנגנון המפסק משנה את מצב המגעים החשמליים.

לדוגמה, מפסק TB97 בעל טמפרטורת מיתוג נומינלית של 300°C מתוכנן לפתוח את המגעים כאשר טמפרטורת מנגנון החישה מגיעה לערך המיתוג בפועל.

עם זאת, יש להביא בחשבון את טולרנס המיתוג.

בסדרת Limitor TB97/TB98, הטולרנס הסטנדרטי הוא ±5%.

לכן, עבור מפסק בעל טמפרטורת מיתוג נומינלית של 300°C, טווח המיתוג בהתאם לטולרנס זה הוא 285°C עד 315°C.

המשמעות ההנדסית חשובה: אם רכיב במערכת עלול להינזק כבר בטמפרטורה של 310°C, בחירה במפסק נומינלי של 300°C אינה מבטיחה ניתוק לפני ההגעה לטמפרטורה זו.

יש להביא בחשבון גם את מיקום ההתקנה, זמן התגובה התרמי והפרשי הטמפרטורה בין נקודת המדידה לבין האזור שעליו נדרש להגן.

Thermal Hysteresis – מהו היסטרזיס תרמי?

היסטרזיס תרמי הוא ההפרש בין טמפרטורת המיתוג בעת התחממות לבין טמפרטורת החזרה בעת התקררות.

בסדרת TB97/TB98, המפסק אינו חוזר בהכרח למצבו המקורי מיד כאשר הטמפרטורה יורדת מעט מתחת לטמפרטורת המיתוג.

לדוגמה, נניח מפסק TB97 בעל המאפיינים הבאים:

• טמפרטורת פתיחה: 300°C
• טמפרטורת סגירה מחדש: 200°C
• היסטרזיס: 100°C

כאשר הטמפרטורה עולה ל-300°C, המגעים נפתחים.

לאחר מכן, גם אם הטמפרטורה יורדת ל-250°C, המגעים נשארים פתוחים.

רק כאשר הטמפרטורה יורדת ל-200°C, המגעים נסגרים מחדש.

חשוב: זוהי דוגמה להמחשת עקרון הפעולה בלבד, ולא מפרט של דגם מסוים. ערכי המיתוג והחזרה בפועל תלויים בתצורת המוצר ובנתוני היצרן.

מדוע היסטרזיס חשוב?

היסטרזיס מסייע למנוע מיתוג חוזר ומהיר כאשר הטמפרטורה נמצאת בסביבת סף המיתוג.

ללא הפרש מתאים בין טמפרטורת הניתוק לטמפרטורת החזרה, תנודות קטנות בטמפרטורה עלולות לגרום להפעלות וניתוקים תכופים.

לפי נתוני Limitor, סדרת TB97/TB98 מציעה הפרש טמפרטורות (Differential) של 50K עד 200K, בהתאם לטמפרטורת המיתוג ולתצורה, עם אפשרות לבחון מאפייני היסטרזיס מיוחדים לפי בקשה.

מאחר שהפרש של 1K שווה להפרש של 1°C, ניתן להתייחס לטווח זה גם כהפרש טמפרטורות של 50°C עד 200°C.

בחירה נכונה של ההיסטרזיס עשויה לתרום ליציבות פעולת המערכת ולהפחתת מחזורי מיתוג מיותרים.

7. כיצד בוחרים מפסק תרמי לטמפרטורות גבוהות?

בחירת High Temperature Thermal Switch מחייבת בחינה של מספר פרמטרים מכניים, תרמיים וחשמליים.

7.1 טמפרטורת המיתוג הנדרשת

ראשית, יש לקבוע את הטמפרטורה שבה נדרש המפסק לשנות את מצב המגעים.

הערך צריך להתבסס על טמפרטורת העבודה התקינה, טמפרטורת החריגה המותרת, מגבלות הרכיבים וזמן התגובה של המערכת.

7.2 טולרנס טמפרטורת המיתוג

יש לבדוק את טווח המיתוג האפשרי ולא להסתמך רק על הערך הנומינלי.

בסדרת TB97/TB98 קיים טולרנס סטנדרטי של ±5%, ויש להביא אותו בחשבון בעת תכנון מנגנון ההגנה.

7.3 בחירת Normally Closed או Normally Open

דגם TB97 מיועד לפעולת Normally Closed, שבה המגעים נפתחים בהגעה לטמפרטורת המיתוג.

דגם TB98 מיועד לפעולת Normally Open, שבה המגעים נסגרים בהגעה לטמפרטורת המיתוג.

בחירת סוג המגע צריכה להתאים ללוגיקה החשמלית של המערכת.

7.4 דירוג הזרם והמתח

יש לוודא שהמפסק מתאים למתח העבודה ולזרם העומס.

נתוני הסדרה כוללים, בין היתר:

• 10A ב-230VAC
• 6A ב-400VAC
• 13A ב-120VAC, בגרסאות המתאימות

הדירוגים תלויים בגרסה. יש לבדוק את התאמת המפסק גם לאופי העומס ולתנאי המיתוג בפועל.

7.5 סוג החיבור החשמלי

סדרת TB97/TB98 זמינה במספר אפשרויות חיבור:

סוג חיבור	טמפרטורת מיתוג מרבית לפי נתוני היצרן
Blank Contact	עד 450°C
Flat Connector	עד 350°C
Screw Connector	עד 350°C
Welded Strands	עד 450°C

הבחירה בסוג החיבור אינה עניין מכני בלבד, אלא משפיעה גם על טמפרטורת המיתוג המרבית הזמינה בתצורה.

יש לבדוק בנפרד את התאמת החיווט, המחברים והאביזרים לטמפרטורות הסביבה בפועל.

7.6 אופן ההתקנה והעברת החום

מיקום ההתקנה משפיע על יכולתו של המפסק לזהות את התחממות האזור שעליו נדרש להגן.

התקנה באזור שאינו מייצג את הטמפרטורה הקריטית במערכת עלולה לגרום למיתוג מאוחר ביחס להתפתחות ההתחממות.

לכן יש לבחון את המגע התרמי, תנאי הסביבה, אופן הקיבוע והפרשי הטמפרטורה במערכת.

7.7 תקינה ואישורים

כאשר המפסק משולב בציוד המיועד לשווקים בינלאומיים, יש לבדוק את דרישות התקינה הרלוונטיות.

נתוני Limitor TB97/TB98 כוללים התייחסות לתקני IEC/EN 60730, אישור VDE ואישור UL File E96862.

חשוב להדגיש כי טווח טמפרטורות המיתוג במסגרת אישור UL מוגבל ל-180°C עד 350°C, אף שהסדרה זמינה בתצורות המגיעות עד 450°C.

יש לוודא שהאישור המבוקש חל על הדגם והתצורה שנבחרו.

8. יישומים תעשייתיים של מפסקי Limitor TB97/TB98

מפסקים תרמיים לטמפרטורות גבוהות משמשים במגוון מערכות שבהן נדרשת תגובה לחריגה תרמית.

תנורים תעשייתיים – Industrial Ovens & Furnaces

בתנורים תעשייתיים, תהליכי החימום עשויים לפעול בטמפרטורות גבוהות לאורך זמן.

תקלה בבקר, בחיישן או ברכיב מיתוג עלולה לגרום לעלייה בלתי מבוקרת בטמפרטורה.

מפסק תרמי עצמאי יכול לשמש כחלק ממערך ההגנה, באמצעות ניתוק מעגל מתאים כאשר טמפרטורת המיתוג מושגת.

מכונות הלחמה וריתוך – Soldering & Welding Equipment

ציוד הלחמה וריתוך כולל לעיתים גופי חימום ורכיבים הפועלים בטמפרטורות גבוהות.

שילוב מפסק תרמי מתאים עשוי לסייע בזיהוי חריגה תרמית מקומית ובהפעלת פעולת ניתוק או בקרה.

גופי חימום תעשייתיים – Industrial Heating Elements

גופי חימום חשמליים משמשים במערכות ייצור, עיבוד וחימום תהליכי.

ביישומים אלה, מפסק תרמי יכול לשמש רכיב נוסף במערך בקרת הסיכונים, במיוחד כאשר נדרש להגיב לעליית טמפרטורה מעבר לסף שנקבע.

ציוד חימום מסחרי – Commercial Heating Equipment

יישומים נוספים כוללים פלטות חימום, מכשירי גיהוץ, ציוד צלייה ומערכות חימום חשמליות.

בכל יישום יש להתאים את טמפרטורת המיתוג, הדירוג החשמלי, החיבורים ואופן ההתקנה לתנאי העבודה ולדרישות הבטיחות.

9. יתרונות סדרת Limitor TB97/TB98 למתכנני מערכות וליצרני OEM

סדרת TB97/TB98 מציעה שילוב של תכונות המאפשרות לשלב הגנה תרמית מקומית במערכות חימום תעשייתיות.

טמפרטורות מיתוג גבוהות במיוחד

אפשרויות מיתוג עד 450°C, בהתאם לתצורה, מאפשרות שימוש ביישומים שבהם נדרשת הגנה בטמפרטורות גבוהות.

פעולה מכנית עצמאית

מנגנון Bimetal Snap-Disc אינו דורש אספקת מתח חיצונית לצורך חישת הטמפרטורה והפעלת מנגנון המיתוג.

מבנה קרמי עמיד בחום

המארז הקרמי מיועד לתנאי חום מאתגרים ומאפשר שילוב במגוון מערכות חימום.

אפשרויות חיבור והתקנה מגוונות

ניתן לבחור בין מספר תצורות חיבור וקיבוע, בהתאם לדרישות המכאניות והחשמליות של המערכת.

התאמה לתכנון OEM

מגוון טמפרטורות המיתוג, סוגי המגעים ואפשרויות החיבור מאפשר בחירת תצורה המותאמת לצורכי המערכת.

איפוס אוטומטי

לאחר התקררות לטמפרטורת החזרה, המגעים חוזרים למצבם המקורי, ללא צורך בפעולת איפוס ידנית.

ביישומים שבהם נדרשת מניעת הפעלה חוזרת לאחר תקלה, יש לשלב אמצעי הגנה או בקרה נוספים בהתאם לדרישות המערכת.

10. תקינה ואישורים – מה חשוב לבדוק לפני שילוב מפסק תרמי במערכת?

כאשר משלבים מפסק תרמי (Thermal Switch) בציוד תעשייתי, חשוב לבחון לא רק את טמפרטורת המיתוג ואת הדירוג החשמלי, אלא גם את התאמת הרכיב לדרישות התקינה של המערכת הסופית.

סדרת Limitor TB97/TB98 כוללת התייחסות לתקנים ולאישורים בינלאומיים, בהתאם לנתוני היצרן.

תקני IEC/EN 60730

משפחת התקנים IEC/EN 60730 עוסקת בבקרות חשמליות אוטומטיות, לרבות רכיבי בקרה הרגישים לטמפרטורה.

בנתוני סדרת TB97/TB98 מופיעים התקנים 60730-1 ו-60730-2-9, לצד אישור VDE מספר 131955.

התקנים מתייחסים להיבטים שונים של תפקוד ובטיחות רכיבי הבקרה החשמליים.

אישור UL – מגבלות שחשוב להכיר

לפי נתוני היצרן, סדרת TB97/TB98 משויכת ל-UL File E96862.

עם זאת, קיימת מגבלה חשובה:

טווח טמפרטורות המיתוג במסגרת אישור UL הוא 180°C עד 350°C בלבד.

למרות שהסדרה זמינה בטמפרטורות מיתוג של עד 450°C, אין להסיק מכך שכל תצורה או טמפרטורת מיתוג מכוסה באישור UL.

כאשר נדרש אישור UL, יש לוודא את תחולת האישור על המק"ט הספציפי ועל תנאי השימוש.

RoHS ו-REACH

לפי הצהרת היצרן, סדרת TB97/TB98 תואמת לדרישות RoHS ו-REACH.

בפרויקטים המחייבים מסמכי תאימות, מומלץ לוודא זמינות הצהרות יצרן עדכניות בהתאם לדרישות הלקוח.

התאמה למערכת הסופית

חשוב לזכור כי אישור או התאמה לתקן ברמת הרכיב אינם מהווים אישור אוטומטי של המערכת שבה הוא מותקן.

על יצרן הציוד לבחון את דרישות הבטיחות, התנהגות המערכת במקרה של תקלה, דירוגי החשמל, תנאי הסביבה ואופן שילוב המפסק במעגל.

במיוחד כאשר נעשה שימוש במפסק בעל איפוס אוטומטי, יש לבדוק אם הפעלה חוזרת לאחר התקררות מותרת במסגרת דרישות הבטיחות של המערכת.

11. שאלות נפוצות – FAQ

מהו מפסק תרמי לטמפרטורות גבוהות (High Temperature Thermal Switch)?

מפסק תרמי לטמפרטורות גבוהות הוא רכיב המשנה את מצב המגעים החשמליים כאשר הטמפרטורה מגיעה לערך מוגדר מראש.

הרכיב יכול לשמש לניתוק מעגל חימום, להפעלת התראה או לביצוע פעולת מיתוג אחרת בהתאם לתכנון המערכת.

סדרת Limitor TB97/TB98 מיועדת לטמפרטורות מיתוג של 180°C עד 450°C, בהתאם לתצורת המוצר.

האם קיים מפסק תרמי המתאים לטמפרטורת מיתוג של 450°C?

כן. סדרת Limitor TB97/TB98 כוללת תצורות בעלות טמפרטורת מיתוג של עד 450°C.

עם זאת, לא כל סוגי החיבורים מתאימים לטמפרטורה זו. לפי נתוני היצרן, חיבורי Blank Contact ו-Welded Strands זמינים עד 450°C, בעוד שחיבורי Flat Connector ו-Screw Connector מוגבלים ל-350°C.

מה ההבדל בין TB97 ל-TB98?

ההבדל העיקרי הוא מצב המגעים החשמליים.

TB97 הוא מפסק Normally Closed (NC), שבו המגעים נפתחים כאשר הטמפרטורה מגיעה לערך המיתוג.

TB98 הוא מפסק Normally Open (NO), שבו המגעים נסגרים כאשר הטמפרטורה מגיעה לערך המיתוג.

בשני המקרים, המגעים חוזרים למצבם המקורי לאחר התקררות לטמפרטורת החזרה.

האם מפסק תרמי Bimetal דורש מתח הפעלה חיצוני?

לא. מנגנון החישה והמיתוג של Bimetal Snap-Disc מבוסס על שינוי מכני הנגרם כתוצאה משינוי הטמפרטורה.

לכן, אין צורך באספקת מתח חיצונית להפעלת מנגנון החישה עצמו.

עם זאת, המפסק משתלב במעגל חשמלי, ויש להתאים את דירוג המגעים למתח ולזרם של היישום.

מהו Automatic Reset במפסק תרמי?

Automatic Reset הוא מנגנון שבו המגעים החשמליים חוזרים למצבם המקורי לאחר שהטמפרטורה יורדת לערך החזרה.

לדוגמה, בדגם TB97, המגעים נפתחים בעת התחממות ונסגרים מחדש לאחר התקררות מספקת.

חשוב להביא בחשבון כי איפוס אוטומטי עלול לאפשר הפעלה חוזרת של המערכת, ולכן אינו מתאים בהכרח לכל יישום בטיחותי.

מהו היסטרזיס במפסק תרמי?

היסטרזיס (Thermal Hysteresis) הוא ההפרש בין טמפרטורת המיתוג בעת התחממות לבין טמפרטורת החזרה בעת התקררות.

לדוגמה, אם מפסק נפתח ב-300°C ונסגר מחדש ב-200°C, ההיסטרזיס הוא 100°C.

היסטרזיס מסייע למנוע מיתוג חוזר ומהיר כאשר הטמפרטורה משתנה סביב סף המיתוג.

מהו טולרנס המיתוג של Limitor TB97/TB98?

לפי נתוני היצרן, טולרנס המיתוג הסטנדרטי הוא ±5%.

לדוגמה, מפסק בעל טמפרטורת מיתוג נומינלית של 300°C וטולרנס של ±5% עשוי לפעול בטווח של 285°C עד 315°C.

יש להביא בחשבון טווח זה בעת בחירת המפסק ובהערכת התנהגות המערכת.

האם אפשר להשתמש במפסק TB97/TB98 בתנור תעשייתי?

כן. תנורים תעשייתיים הם אחד היישומים המצוינים על ידי Limitor עבור סדרת TB97/TB98.

המפסק יכול להשתלב במערך הגנה מפני התחממות יתר, בכפוף להתאמת טמפרטורת המיתוג, הדירוג החשמלי, מיקום ההתקנה ודרישות הבטיחות.

האם מפסק תרמי יכול להחליף בקר טמפרטורה?

בדרך כלל לא. בקר טמפרטורה מיועד לווסת את הטמפרטורה במהלך הפעולה התקינה, בעוד שמפסק הגנה תרמי מיועד להגיב להגעה לסף טמפרטורה מוגדר.

במערכות מסוימות ניתן להשתמש בשני הרכיבים יחד, כאשר הבקר אחראי לוויסות והמפסק משמש שכבת הגנה נוספת.

האם כל מפסקי TB97/TB98 מאושרים לפי UL עד 450°C?

לא. לפי נתוני היצרן, טווח טמפרטורות המיתוג המכוסה במסגרת אישור UL מוגבל ל-180°C עד 350°C.

לכן יש לבדוק את תחולת האישור על התצורה והמק"ט הספציפיים.

האם ניתן להזמין מפסק TB97/TB98 עם טמפרטורת מיתוג וחיבור מותאמים?

הסדרה כוללת מגוון טמפרטורות מיתוג, סוגי מגעים, אפשרויות חיבור ותצורות התקנה.

לפי נתוני Limitor, ניתן לבחון גם אפשרויות התאמה מיוחדות לפי בקשה.

מומלץ להעביר את דרישות היישום, לרבות טמפרטורת המיתוג, סוג המגע, הדירוג החשמלי ואופן ההתקנה, לצורך בדיקת התצורה המתאימה.

12. מושגים מקצועיים – High Temperature Thermal Protection

Thermal Switch – מפסק תרמי

רכיב חשמלי המשנה את מצב המגעים כאשר הטמפרטורה מגיעה לערך מוגדר. משמש במערכות בקרה והגנה תרמית.

Thermal Protector – רכיב הגנה תרמית

רכיב המיועד לסייע בהגנה על ציוד מפני תנאי טמפרטורה חריגים באמצעות פעולת מיתוג או ניתוק חשמלי.

Overtemperature Protection – הגנה מפני התחממות יתר

פונקציה שמטרתה לזהות הגעה לטמפרטורה חריגה ולגרום לפעולה מתאימה לצמצום הסיכון לנזק לציוד או לסביבה.

Bimetal Snap-Disc – דיסקה דו-מתכתית בעלת פעולת מיתוג מהירה

מנגנון המבוסס על שתי מתכות בעלות מקדמי התפשטות תרמית שונים. שינוי הטמפרטורה גורם לדיסקה לשנות את צורתה במהירות ולהפעיל את המגעים החשמליים.

Switching Temperature – טמפרטורת מיתוג

הטמפרטורה שבה המפסק משנה את מצב המגעים החשמליים.

Cut-off Temperature – טמפרטורת ניתוק

הטמפרטורה שבה מפסק המיועד לניתוק מעגל פותח את המגעים. בסדרת TB97 מדובר בטמפרטורת הפתיחה בעת התחממות.

Reset Temperature – טמפרטורת חזרה

הטמפרטורה שבה המפסק חוזר למצב המגעים המקורי לאחר התקררות.

Thermal Hysteresis – היסטרזיס תרמי

ההפרש בין טמפרטורת המיתוג בעת התחממות לבין טמפרטורת החזרה בעת התקררות.

Normally Closed (NC) – מגע סגור במצב רגיל

תצורת מגע שבה המעגל סגור בטמפרטורה הנמוכה מסף המיתוג, ונפתח כאשר הטמפרטורה מגיעה לסף שנקבע.

Normally Open (NO) – מגע פתוח במצב רגיל

תצורת מגע שבה המעגל פתוח בטמפרטורה הנמוכה מסף המיתוג, ונסגר כאשר הטמפרטורה מגיעה לסף שנקבע.

Automatic Reset – איפוס אוטומטי

פעולה שבה המפסק חוזר למצבו המקורי לאחר התקררות, ללא צורך באיפוס ידני.

Ceramic Housing – מארז קרמי

מבנה העשוי מחומר קרמי, המתאים ליישומים הדורשים עמידות בחום ובידוד חשמלי בהתאם לתכנון הרכיב.

Contact Rating – דירוג מגעים חשמליים

המתח והזרם שבהם מותר להפעיל את מגעי המפסק, בהתאם לתנאים ולמגבלות שהוגדרו על ידי היצרן.

Dielectric Strength – חוזק דיאלקטרי

מדד לעמידות הבידוד החשמלי בפני מתח בדיקה מוגדר, בהתאם לתנאי הבדיקה.

OEM – Original Equipment Manufacturer

יצרן ציוד מקורי המשלב רכיבים ומערכות משנה במוצר הסופי שהוא מתכנן ומייצר.

13. סיכום – הגנה תרמית מתקדמת למערכות חימום תעשייתיות

במערכות חימום הפועלות בטמפרטורות גבוהות, הגנה מפני התחממות יתר היא שיקול הנדסי חשוב בתכנון המערכת ובשמירה על פעולה אמינה.

בחירת מפסק תרמי מתאים מחייבת התייחסות לטמפרטורת המיתוג, לטולרנס, להיסטרזיס, לדירוג החשמלי, לתנאי ההתקנה ולדרישות התקינה.

סדרת Limitor TB97/TB98 מספקת פתרון מיתוג תרמי לטמפרטורות של עד 450°C, באמצעות טכנולוגיית Bimetal Snap-Disc, מארז קרמי עמיד בחום ומגוון אפשרויות חיבור והתקנה.

השילוב בין פעולה מכנית עצמאית, מבנה קומפקטי ואפשרויות תצורה מגוונות הופך את הסדרה לאפשרות מעניינת עבור מהנדסי פיתוח, מתכנני מערכות ויצרני ציוד תעשייתי (OEM).

מחפשים פתרון הגנה תרמית לטמפרטורות גבוהות?

אמירוניק מציעה פתרונות הגנה ובקרת טמפרטורה מתוצרת Limitor, לרבות סדרת TB97/TB98, עבור יישומים תעשייתיים ומערכות חימום מתקדמות.

נשמח לסייע בבחירת התצורה המתאימה בהתאם לדרישות היישום:

• טמפרטורת המיתוג הנדרשת.
• סוג המגע – Normally Closed או Normally Open.
• מתח וזרם העבודה.
• סוג החיבור ואופן ההתקנה.
• דרישות תקינה ואישורים.
• כמויות ודרישות מיוחדות לפרויקטי OEM.

צרו קשר עם אמירוניק לקבלת מידע טכני, בדיקת התאמה והצעת מחיר.

Amironic – Advanced Components for Industrial Applications