停電技術革新により電磁スイッチが強化される

2015 年 11 月 2 日

ETRIによる

韓国の研究者らは、従来の電磁スイッチやサーキットブレーカーのサイズを縮小し、性能を向上させる世界初のモットデバイスを製造することにより、100年にわたる技術的限界を克服した。

韓国電子通信研究所のキム・ヒョンタク博士が率いる研究チームは、モット金属絶縁体転移（Mott MIT）デバイスに基づく革新的な停電技術を開発した。

モットＭＩＴとは、モット絶縁体が構造相転移を伴わずに突然金属に、またはその逆に変化する現象を意味する。 研究チームは以前、二酸化バナジウムのユニークな特性として、67℃から85℃の間の臨界温度で制御電流（または信号）を生成するモットMIT臨界温度スイッチ（CTS）（またはMITデバイス）を開発した。 その後、MIT デバイスは、過電流が発生した場合に電流を遮断するある種の電磁スイッチに応用されました。

従来の電磁開閉器は、過電流が流れた場合に機械的な開閉により電気を遮断する役割を担っており、主電源の信号を断続する電磁接触器と呼ばれる電磁石と、オン状態のサーマルリレーとで構成されています。温度によって制御されるオフスイッチング機能。 過負荷リレーは、高価で繊細な大型メカニカルスイッチと、熱膨張係数の異なる2つの金属を貼り合わせたバイメタルで構成されています。 バイメタルは熱を加えると任意の方向に曲がる性質があります。 バイメタルの曲げ力がメカニカルスイッチを制御し、オンオフを誘導します。 これは「百年の停電技術」と呼ばれています。 ウェスチングハウス社は、1924年にバイメタルを用いた電力遮断器の特許を出願しました。しかし、バイメタルは長期間使用すると曲げ特性が変化します。 したがって、過負荷継電器の精度が低下します。 最後に、電磁スイッチの性能も低下します。 これは、既存の従来の電磁スイッチの致命的な問題です。

この問題を解決するために、研究チームはオンオフスイッチのセンサーとしてバイメタルの代わりにMIT-CTSを使用しました。 この場合、機械式スイッチは、電磁石を制御する単純な電気回路に置き換えられます。これは、機械式スイッチが電子式スイッチに変更されることを意味します。 したがって、MIT過負荷リレーは、大型の機械式スイッチを削除することにより小型化され、長期にわたって環境温度に依存しない精度を備えています。 したがって、ＭＩＴ電磁スイッチは信頼性が高く正確な電子スイッチング特性を有する。

研究チームは、開発したMIT電磁スイッチが国際規格60947-4-1と互換性のある韓国の技術規格KSC 4504第5.6条に規定された過負荷リレーの動作条件を満たしていることを確認した。 研究チームはまた、交流1KV以下で動作するバイメタルを使用したサーキットブレーカーを、MITが開発した電磁開閉器技術を用いたサーキットブレーカーに置き換えることができることを実験を通じて確認した。

「送配電機器およびシステムの世界市場」に関する市場レポート（グールドレポート、2013年）では、世界のパワースイッチおよびサーキットブレーカー市場の売上高が2016年に約295億ドルに達すると発表しています。

ETRI提供