技術の発展に伴い、モーターの応用範囲はますます広がり、特に日常生活や生産活動におけるモーターの使用はますます重要になっています。しかしながら、モーターの焼損事故も時折発生しています。実際のモーター焼損は、主にコイルの過熱、過負荷、モーターの過負荷、欠相などが原因で発生します。サーマルプロテクターの設置は、モーターを保護する効果的な方法の一つです。サーマルプロテクターは、温度スイッチ、温度制御スイッチなどとも呼ばれ、バイメタルストリップを温度感知素子として用いた温度スイッチです。機器が正常に動作している場合、バイメタルストリップは自由状態にあり、接点は切断状態にあります。温度が動作温度まで上昇すると、バイメタル素子が加熱されて内部応力が発生し、急速に作動して接点を開き、回路を遮断/接続することで、熱保護の役割を果たします。周囲温度がプロテクターのリセット温度まで低下すると、接点が再び閉じて回路が接続され、モーターは再び動作します。

適切なプロテクターの選び方は非常に重要です。プロテクターを誤ると、保護機能を果たせなくなるだけでなく、モーターが動作しなくなったり、不適切な選択によって焼損したりする恐れがあります。

1. 電圧と電流の決定

モーターの電圧範囲は、380V、230V、220V、110Vなど、それぞれ異なります。DCモーターにも、36V、24V、12Vなどがあります。定格電圧の異なるプロテクターは、動作電圧の違いに応じて選定されます。原則として、実際の適用電圧はプロテクターの定格電圧以下である必要があります。例えば、380Vモーターには定格電圧220Vのプロテクターは使用できませんが、110Vモーターには定格電圧220Vのプロテクターを使用できます。

モーターの電流は、始動電流、通常動作電流、ストール電流の3種類に分けられます。選定するプロテクターの定格電流は、3つの電流の最大値よりも大きく、かつ余裕を持たせる必要があります。例えば、モーターの通常動作電流が1A、始動電流が1.5A、ストール電流が2Aの場合、選定するプロテクターの定格電流は少なくとも2Aである必要があります。余裕を持たせるためには、定格電流は3Aまたは5Aを選択するのが最適です。モーターによっては、始動電流がプロテクターの定格電流よりも大きいものの、始動時間が短く、通常動作電流とストール電流がプロテクターの定格電流よりも小さい場合があります。このような場合でも、このプロテクターを選択できます。始動電流は定格電流よりも大きいものの、始動時間が短いため、電流の熱影響によってダブルチップが加熱され、プロテクターが保護動作を開始するまでにはまだ時間がかかり、誤動作を防ぐことができます。

2. 保護温度の選択

保護温度の選択は、エナメル線の絶縁グレード、設置場所、およびプロテクターの種類という3つの要素に関係します。

保護温度は最高許容温度よりも低く設定する必要があります。例えば、F級の保護温度は155度ですが、実際には145度または150度を選択できます。

設置位置は、コイル内蔵型とコイル外部への結線型に分かれます。これは、モーターが遮断されて加熱されると、過熱現象が内部から外部へと広がるためです。プロテクターをコイル内部に埋め込む場合、保護温度はエナメル線の最高温度よりもわずかに低く設定できます。コイル外部への結線の場合は、内部と外部の温度差を考慮し、より低い温度のプロテクターを選択する必要があります。例えば、絶縁グレードがF級エナメル線で、コイル内部と外部の温度差が20度の場合、155度から20度を引いた135度程度のプロテクターを選択する必要があります。

3. プロテクターの選定

設置場所の制限：コイル埋め込み型 コイルが詰まったり異常が生じたりすると、通常、熱はコイル内部から始まり、徐々にコイル表面へと伝導します。コイル表面にプロテクターを設置すると、遅延が発生します。また、同機種でも巻線数が多い場合、内部空間が圧迫され、プロテクターを設置できないことがあります。ST01/ST11ボタン型：ST01 U10は基板に直接ウェーブソルダー実装されており、プロテクターのマイクヘッドがコイル表面に近接しています。

埋め込み後の成形圧力対策：現在の業界では、溝を掘って成形してからプロテクターを挿入するか、偽のプロテクターを使用して内部を成形してから挿入する方法が一般的です。本物のプロテクターはコイルを損傷し、生産効率を低下させます。 ST01 300N /ST11 450N /ST06 500N

真空引きと塗装：絶縁性能を確保するため、ステータを塗料タンクに入れ、真空状態にします。この際、圧力は-0.09MPaに達します。特に水性塗料は流動性が高く、プロテクタ内部に侵入しやすいため、接点間に塗料が入り込み、製品故障の原因となります。

ダブルピースに電流を流すサーマルプロテクタを使用する場合、電流の加熱による早期トリップの進角量を設計時に考慮する必要があります。さらに、進角量は周囲温度によって異なるため、設計はより困難になります。ST01/ST06/STH6/ST11は純粋な温度プロテクタです。動作電流はダブルピースではなくリードを通過するため、トリップ温度への影響は小さく、設計も比較的シンプルです。

ダブルピースプロテクターに電流が流れる際、トリップ温度に近づくとダブルピースのクリープ現象が非常に緩やかになるため、接触圧が低下し、接触抵抗が増加し、トリップ温度に達した際にマイクロカッティングが発生します。開離距離が狭いため、トリップ時にアーク現象が深刻化し、寿命が制限されます。

SAFTTY ST01、ST06、ST11製品の場合、接点はリード上に溶接または配置されており、ダブルピースとリードは独立しています。しかし、温度がトリップ温度に近づき、ダブルピースがクリープしても、接触圧力は変化せず、接触抵抗も変化しないため、マイクロカット時にアーク放電が発生することはありません。ダブルピースがトリップ温度に達すると、急速に反転し、リード上の可動接点とカバー上の静止接点が分離するため、アーク放電やアブレーション現象は顕著ではありません。

プロテクタの絶縁層は熱収縮後に鋭利になり、エナメル線を切断しやすく、短絡や絶縁耐圧不足を引き起こす可能性があります。ST01 U4、BW-B、BW-Eの外殻はエポキシ樹脂で封止されており、丸みを帯びて滑らかであるため、エナメル線に損傷を与えません。

防爆モータープロテクタは、密閉性が低いため、プロテクタ作動時にアーク放電が発生する問題があり、ST01 U4はエポキシ樹脂で封止されています。