ContattoCon limitatori di temperatura si descrivono quei sistemi di contatti, a uno o più poli, impiegati per interrompere in modo affidabile l'alimentazione di tensione in un dispositivo elettrico al raggiungimento di una temperatura prestabilita. I tipici campi di impiego dei limitatori di temperatura sono i motori elettrici, i trasformatori, i riscaldatori e i tradizionali dispositivi domestici, come ad esempio frullatori e bollitori per l'acqua. I limitatori di temperatura si differenziano tra limitatori di temperatura in apertura e in chiusura (contatto normalmente aperto e contatto normalmente chiuso). Per la classica protezione del dispositivo, è possibile utilizzare solo limitatori di temperatura con un contatto in apertura, normalmente chiuso. I limitatori di temperatura in chiusura, normalmente aperti, sono adatti, al contrario, per la sicurezza di funzionamento, quando è importante un funzionamento del dispositivo privo di disturbi e sicuro dal punto di vista dell'applicazione, ad esempio quando si collega un trasduttore di segnale o un ventilatore.
La temperatura di attivazione nominale (abbreviata in NST dal tedesco) rappresenta uno dei parametri di funzionamento più importanti di un limitatore di temperatura. La temperatura di attivazione nominale indica la temperatura alla quale si attiva un limitatore di temperatura. In caso di contatto normalmente chiuso, la temperatura di attivazione nominale corrisponde alla temperatura alla quale il contatto dell'interruttore si apre, interrompendo in tal modo il flusso di corrente. Di conseguenza, la temperatura di attivazione nominale di un contatto normalmente aperto indica la temperatura alla quale il contatto si chiude. La temperatura di attivazione nominale è di norma indicata in gradi Celsius (°C). In collegamento con la temperatura di attivazione nominale, si indica di solito anche tolleranza di attivazione, in gradi Kelvin (K). Questo parametro descrive l'offset della temperatura di attivazione effettiva. La tolleranza standard è pari a ±5 K, ma sono realizzabili anche tolleranze di ±2,5 K.
Il concetto opposto di temperatura di accensione nominale è la temperatura di ripristino. La temperatura di ripristino è la temperatura per la quale un interruttore ritorna alla sua posizione iniziale. In caso di limitatori di temperatura in apertura, la temperatura di ripristino rappresenta anche la temperatura alla quale il contatto si chiude. Di conseguenza, i limitatori di temperatura in chiusura si aprono al raggiungimento della temperatura di ripristino. La temperatura di ripristino gioca, rispetto alla temperatura di attivazione nominale, un ruolo di second'ordine. In ogni caso, per la definizione della temperatura di ripristino, occorre sempre considerare il fatto che questa è sempre superiore alla temperatura ambientale dell'applicazione finale, al fine di garantire che, ad esempio, un interruttore a ritorno automatico possa ritornare alla sua posizione iniziale dopo l'attivazione. Si sceglie pertanto la temperatura di ripristino di norma sulla base della temperatura ambientale più alta prevista.
Oltre ai due parametri temperatura di attivazione nominale e temperatura di ripristino, anche la resistenza di contatto può considerarsi una delle caratteristiche importanti di un limitatore di temperatura. Nelle schede tecniche dati, la resistenza di contatto è indicata sempre come limite superiore. Nell'utilizzo reale, gli interruttori presentano comune una resistenza di contatto sostanzialmente inferiore a quanto indicato. Alla base di questo fenomeno c'è la variazione della resistenza di contatto durante il suo ciclo di vita che dipende dalle condizioni elettriche di carico, come ad esempio le correnti di picco, le parti reattive, induttive e capacitive, della corrente di carico. La resistenza di contatto di un limitatore di temperatura misurata in un'applicazione riunisce più resistenze singole collegate in serie. A seconda della struttura dell'interruttore, occorre aggiungere le parti di uno o due sistemi elettrici, le chiodature, i collegamenti mediante saldatura o brasatura, le resistenze ohmiche delle parti in cui scorre corrente, come anche le resistenze dei cavi applicati e dei relativi collegamenti. La separazione della resistenza di contatto dalle altre resistenze è spesso difficile da configurare, ma risulta tuttavia di primaria importanza per la definizione della deriva della temperatura di attivazione, che dipende dal riscaldamento proprio.
Con il termine di rimbalzo di contatto, si intende l'apertura e la chiusura ripetute ed indesiderate dei contatto ad alta velocità. Il rimbalzo di contatto si presenta per breve tempo all'attivazione e al ripristino del limitatore di temperatura fino al raggiungimento di uno stato stabile. In caso di sistemi di attivazione meccanici, questo rimbalzo di contatto non è, in linea di principio, completamente evitabile. La durata del rimbalzo di contatto rappresenta allo stesso tempo anche una caratteristica di qualità di un limitatore di temperatura. Minore è la durata del rimbalzo di contatto durante i processi di apertura e di chiusura, maggiore sarà la qualità dell'interruttore, in quanto a sua volta avverrà una minore bruciatura del contatto dovuta all'effetto degli archi voltaici al momento dell'attivazione sotto carico.
La caratteristica di rendimento fondamentale di un limitatore di temperatura è costituita dal numero di cicli di attivazione che il limitatore attiva in condizioni di carico non favorevoli all'interno della rispettiva applicazione senza uscire dal campo di parametri definito (temperatura di attivazione nominale e temperatura di ripristino, come anche resistenza di contatto). Con l'attivazione si comprende il passaggio tra apertura e chiusura del contatto.
Uno dei campi di utilizzo più frequenti dei limitatori di temperatura è costituito dagli avvolgimenti. Questi sono protetti, per aumentare la loro durata di vita, utilizzando materiali isolanti, vernici o resine impregnanti. Di norma i limitatori di temperatura sono già applicati all'interno dell'avvolgimento prima dell'impregnazione e sono sottoposti a loro volta al processo di impregnazione dell'avvolgimento. Per questo motivo, un limitatore di temperatura deve presentare una certa resistenza all'impregnazione, ovvero essere a tenuta. L'interruttore deve resistere alla penetrazione all'interno di esso di, ad esempio, vernici isolanti a bassa viscosità. Se il limitatore di temperatura non presenta alcuna resistenza all'impregnazione e penetra del liquido all'interno dell'interruttore, questo potrebbe non attivarsi in caso di guasto, non proteggendo dunque il dispositivo finale dal surriscaldamento. Il processo di impregnazione sotto vuoto impone ad esempio requisiti elevati in termini di resistenza all'impregnazione del limitatore di temperatura. Nel caso ideale, la resistenza all'impregnazione del limitatore di temperatura viene indicata e applicata in anticipo. Una messa a tenuta in un secondo tempo dei sistemi di attivazione si realizza mediante resine epossidiche o siliconi.
I PTC (Positive Temperature Coefficient - Coefficiente di temperatura positivo) sono conduttori a freddo caratterizzati da una conduzione migliore a basse temperatura rispetto che ad alte temperatura, in virtù dell'aumento di resistenza con l'aumento della temperatura. A seguito dell'andamento non lineare della resistenza del PTC, tali termistori fungono fondamentalmente da protezione contro la sovratemperatura e la sovracorrente. Il campo di temperatura dei PTC Thermik va da 70°C a 180°C. La differenza fondamentale tra un PTC e un limitatore di temperatura con sistema bimetallico consiste nel fatto che il PTC richiede per l'applicazione un sistema elettronico di analisi aggiuntivo. I vantaggi di un PTC sono i cicli di attivazione superiori e individuali.
Tutti i dispositivi elettrici ed elettronici, inclusi tutti i componenti utilizzati, devono di norma essere controllati per verificare che dall'applicazione non derivino rischi. La VDE (Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V. - L'Associazione Elettrotecnici Tedeschi) controlla dunque all'interno del suo istituto di certificazione tutti i dispositivi, i componenti e i sistemi elettrotecnici e rilascia delle certificazioni, le cosiddette approvazioni VDE. Thermik dispone per quasi tutti i tipi di interruttori e di versioni un'approvazione VDE. Conseguendo l'approvazione VDE, al costruttore si concede l'autorizzazione ad utilizzare i marchi di controllo VDE e gli altri certificati di conformità. Le approvazioni VDE sono particolarmente importanti per il mercato tedesco.
Sul mercato statunitense, le approvazioni UL rappresentano la certificazione più importante per la sicurezza di un prodotto. Oltre alle approvazioni VDE, i prodotti Thermik dispongono anche in gran parte delle approvazioni UL. La UL (Underwriters Laboratories) controlla e certifica allo stesso modo, come ente indipendente, prodotti, componenti, materiali e sistemi. La certificazione di conformità ai requisiti, ovvero della concessione dell'approvazione UL, è rappresentata dal marchio di controllo UL Listing o dal marchio di controllo UL Recognized Component.
L'approvazione CSA rappresenta il corrispettivo dell'approvazione VDE in Germania e dell'approvazione UL negli Stati Uniti. La Canadian Standards Association (abbreviato in CSA) è un istituto accreditato di controllo e di certificazione per il mercato canadese. Se un prodotto soddisfa tutti gli standard rilevanti per la sicurezza, riceve l'approvazione CSA e il marchio di controllo CSA.
Un'approvazione CQC contraddistingue il rispetto degli standard e della qualità dei prodotti sul mercato cinese. Il CQC (China Quality Certification Center) è paragonabile al VDE, all'UL e al CSA. L'approvazione CQC è allo stesso modo disponibile per molti limitatori di temperatura della Thermik.
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