電気機器のヒューズの容量を決めるにはどういうふうにしたらよいのでしょうか。
教えてください。

定格の消費電力、突入電流等から導くのだと思いますが
計算方法がありましたら教えてください。

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A 回答 (3件)

単純な計算には乗らないので、考え方をお話します。

長くなります。

ヒューズは、流れる電流と、ヒューズ自身の抵抗とにより発生するジュール熱で温度が上がり、ヒューズ材料の溶融点に達したときに溶断します。
温度が上昇するには、ある程度の時間が掛かります。電流が大きいほど早く切れます。切れ方は、電流と時間とに関わります。少し周囲温度にも関係します。速断ヒューズでは、スプリングで引っ張って早く切れるようにしてあります。

ほとんどの電気機器は、電源投入時に突入電流があり、機器が立ち上がるまでのある時間、定格電流の何倍もの電流が流れます。トランスなどが電源に使用してあるもの、モーターなどでは、商用電源(一般の家庭用)は、交流ですので、電圧は、突入電流は、投入した瞬間または、前回切ったとき(励磁)の位相でも違ってきます。

ヒューズは、溶断特性が重要なので、その特性は、規格化してあります。この規格は、ヒューズの種類により違います。流した電流と溶断時間で特性曲線になっています。また、アークの切れる速さが、電圧にも関係しますので、使用電圧も規定してあります。
上記のようなので、定格電流では切れず、突入電流でも切れず、異状時には、必ず切れるように選定することは、かなり困難です。

速断でないガラス管ヒューズでは、たぶん定格の2倍で1分だったと記憶しています。
そこで、実際の選定ですが、先ずヒューズを入れる目的を明確に整理します。どうなったら遮断するかです。例えばショートすれば、必ず切れますから、このときは、接続されている電源コンセント、コード、屋内配線、ブレーカーなどが保護できる時間で切れればよい。とかです。切れるのが遅いと発火したりブレーカーが飛んだりします。
どこかが故障したとき、それでも保護したい特別な部品などあるか。このときは、シビヤな検討が必要です。出来れば、ヒューズの遮断特性を入手してください。
無ければ、定格の2倍くらいを目安に、カットアンドトライします。

大量生産品の開発では、突入で切れないよう選定したヒューズで、特定の内部部品を保護できないときは、逆に内部部品を強化したりもします。このため、何百回もヒューズを飛ばしながら、最適値を求めたりもします。安全側に選定すると切れることもありうるので、予備ヒューズを添付することもあります。

少量の特別仕様品で一発物は、大きめに、エイヤッと決めます。(冗談)
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

お礼日時:2001/09/10 08:37

利用が仕事としてなのか、ホビーとしてなのかによって重要度が大きく変わると思いますが、仕事としてなら他の方がお書きになっているような事になると思いますが、ホビージャンルでしたら、「1次側にダメージを与えない」(コンセント側)という観点で考えても間違いでは無いと思います。

この場合は、ある程度大雑把に決めてもOKだと思います。(5Aとか10Aとか。通常は家庭の1回路についている遮断機は15Aなので)
 ヒューズを使うのにはいくつかの考え方があると思いますが、「自分自身を保護する」「他の機器に影響を与えない」「火災などの事故を起こさない」等など。自分自身を保護する場合には、自機の特性を見極めた上で、誤動作しない最低限の容量がもっとも安全性が高い訳で、それにどれだけマージンを載せるかになると思います。安全性と不要な溶断によるトラブルの可能性の天秤になると思います。そのあたりはメーカーや設計者による条件付けになると思いますので、これという計算式は無いと思いますが、定格消費電流と突入電流の差が極端に大きくなければそれほどトラブルを起こすことは無いと思われますが、この差が大きい時は回路的に工夫が必要になると思います。(もしくはヒューズ以外の遮断方法の検討)
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 私はメーカーの設計者ではないので専門的なことは解りませんが、個人的な趣味で製作した範囲でお答えします。



 電気機器に内蔵されるとすればガラス管ヒューズがポピュラーですから、それを前提とすれば、基本的には定格の最大電流で決定されるのだと思います。

 ヒューズは表示されている公称電流で溶断することはなく、約1.3倍強の電流まで使えることになっています。たとえば、表示が15Aなら近似的に20AのMCBと同じであるとされています。つまり突入電流に対する許容が大きいので、設計は楽です。

 ですから、機器の最大許容電流を1.3で除した数値が参考になるかと思います。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

お礼日時:2001/09/10 08:37

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簡易的には、位相固定の物なら安価に売られているようですね。 
簡易型電源投入位相設定器の例
http://www.k-sd.co.jp/html/120_130_1_4_a/120_130_1_4_a.html
 
さらに言うと、突入電流は周囲温度の影響も無視できません。恒温槽があればいうこと無いのですが、とりあえず冷蔵庫・冷凍庫にでも入れて様子を見てみると良いと思います。

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