معرفی انواع رله بی متال و فرمول محاسبه رنج بی متال
رله‌های بی متال یکی از مهم‌ترین تجهیزات حفاظتی در سیستم‌های الکتریکی محسوب می‌شوند که نقش اساسی در کنترل جریان و جلوگیری از افزایش بیش از حد دما دارند. این رله‌ها در انواع مختلفی طراحی شده‌اند تا متناسب با نیازهای گوناگون صنعتی و خانگی، از موتورهای الکتریکی و تجهیزات حساس محافظت کنند. در این مقاله، انواع رله بی متال بر اساس محدوده جریان، نحوه عملکرد و ویژگی‌های آن‌ها بررسی شده است.
انواع رلهبی متال براساس محدوده جریان
رله‌های بی متال در انواع مختلفی بر اساس محدوده جریان طراحی شده‌اند که در ادامه به برخی از مدل‌های رایج اشاره می‌شود:
رله‌های حفاظت موتورها از برند ایتون مولر (Eaton Moeller):
- ZE-0,16: محدوده جریان 0.1 تا 0.16 آمپر
- ZE-0,24: محدوده جریان 0.16 تا 0.24 آمپر
- ZE-0,4: محدوده جریان 0.24 تا 0.4 آمپر
- ZE-0,6: محدوده جریان 0.4 تا 0.6 آمپر
- ZE-1,0: محدوده جریان 0.6 تا 1 آمپر
- ZE-1,6: محدوده جریان 1 تا 1.6 آمپر
- ZE-2,4: محدوده جریان 1.6 تا 2.4 آمپر
- ZE-4: محدوده جریان 2.4 تا 4 آمپر
- ZE-6: محدوده جریان 4 تا 6 آمپر
- ZE-9: محدوده جریان 6 تا 9 آمپر
رله‌های بی متال Benshaw RMSO/SPO:
- RMSO-95-21.5A: محدوده جریان 18 تا 25 آمپر
- RMSO-32-15A: محدوده جریان 12 تا 18 آمپر
- RMSO-63H-42A: محدوده جریان 34 تا 50 آمپر
این رله‌ها مانند بی متال چینت به‌طور ویژه برای حفاظت از مدارها و موتورها در برابر مشکلاتی چون اضافه بار، شکست فاز، زمان‌های شروع طولانی و توقف موتور طراحی و تولید شده‌اند.
رله بی متال با جریان کم (سری D)
رله‌های بیمتالی با جریان کم سری D از شرکت Eaton Moeller، انتخاب مناسبی برای حفاظت از مدارها و تجهیزات الکتریکی با جریان کم به شمار می‌روند. این رله‌ها به دلیل ویژگی‌های خاص خود، برای کاربردهایی که نیاز به حفاظت از مدارها و تجهیزات با جریان کم دارند، طراحی شده‌اند.
مدل‌های رله در سری D
برخی از مدل‌های رله بیمتال سری D شرکت Eaton Moeller عبارتند از:
- ZE-0,16: محدوده جریان 0.1 تا 0.16 آمپر
- ZE-0,24: محدوده جریان 0.16 تا 0.24 آمپر
- ZE-0,4: محدوده جریان 0.24 تا 0.4 آمپر
- ZE-0,6: محدوده جریان 0.4 تا 0.6 آمپر
ویژگی‌های رله بیمتال سری D
رله‌های سری D دارای ویژگی‌هایی همچون:
- حفاظت از مدارها و تجهیزات الکتریکی با جریان کم
- عملکرد قابل اعتماد در شرایط محیطی مختلف
- دقت و اطمینان بالا در عملکرد
به همین دلیل، این رله‌ها به‌عنوان گزینه‌ای مناسب برای حفاظت از مدارها و تجهیزات الکتریکی با جریان کم شناخته می‌شوند.
بیمتال با جریان بالا (سری F)
بیمتال‌های جریان بالا که به نام سری F نیز شناخته می‌شوند، به‌ویژه برای تحمل بارهای جریان زیاد طراحی شده‌اند. این بیمتال‌ها همانند بی متال هیمل در کاربردهایی که نیاز به اتلاف توان و هدایت الکتریکی بیشتر دارند، مانند قطع‌کننده‌های مدار، سیستم‌های حفاظتی از بارزایی، موتورهای الکتریکی با توان بالا، ترانسفورماتورها، پمپ‌ها و سیستم‌های تهویه مطبوع استفاده می‌شوند.
این نوع رله‌ها به عنوان یکی از گزینه‌های اصلی برای تحمل بارهای جریان بالا و محافظت از تجهیزات الکتریکی پرتوان شناخته می‌شوند.
محاسبه رنج رله بی متال
برای محاسبه رنج رله بیمتال از فرمول قانون ژول برای گرم شدن استفاده می‌شود که به‌صورت زیر است:
[ H ∝ I^2Rt ]
در این فرمول:
- ( I ) جریان عبوری از رله بیمتال است.
- ( R ) مقاومت الکتریکی رله بیمتال است.
- ( t ) مدت زمانی است که جریان ( I ) از رله بیمتال عبور می‌کند.
با توجه به این فرمول، تولیدکنندگان رله‌های بیمتال معمولاً مقادیر مختلف رنج‌های جریان را بر اساس این پارامترها و نیازهای خاص تعیین می‌کنند.
دسته‌بندی انواع رله بی متال بر اساس اندازه و محدوده عملکرد
رله‌های بیمتال در انواع گوناگون از نظر ابعاد و محدوده عملکرد ارائه می‌شوند. این دسته‌بندی شامل دو بخش اصلی است:
۱. دسته‌بندی بر اساس اندازه
رله‌های بیمتال در اندازه‌های مختلف طراحی و تولید می‌شوند که برخی از رایج‌ترین آن‌ها عبارتند از:
- ۲ اینچ (۲۰)
- ۳ اینچ (۳۰)
- ۵ اینچ (۵۰)
۲. دسته‌بندی بر اساس محدوده دمایی
رله‌های بیمتال در محدوده‌های دمایی متفاوت برای کاربردهای مختلف ارائه می‌شوند. این محدوده‌ها شامل موارد زیر است:
محدوده دمایی تک مقیاسه (درجه فارنهایت – °F)
- از -40°F تا 160°F
- از 0°F تا 250°F
- از 50°F تا 300°F
محدوده دمایی تک مقیاسه (درجه سلسیوس – °C)
- از -20°C تا 120°C
- از 0°C تا 100°C
محدوده دمایی دو مقیاسه (°F/°C)
- از -100°F/C تا 100°F/C
- از 0°F/C تا 250°F/C
- از 50°F/C تا 500°F/C
این رله‌ها برای نظارت بر دما در محیط‌های مختلف و صنایع گوناگون مورد استفاده قرار می‌گیرند.
دسته‌بندی رله‌های بی متال بر اساس تعداد فاز
رله‌های بی متال مانند بی متال ال اس بر اساس تعداد فازهایی که قادر به کنترل آن‌ها هستند، در دو نوع کلی قرار می‌گیرند:
۱. رله بیمتال تک فاز
- برای کنترل و مدیریت سیستم‌های تک فاز به کار می‌رود.
- اغلب در کاربردهای خانگی و کارگاهی استفاده می‌شود.
۲. رله بیمتال سه فاز
برای کنترل و حفاظت از سیستم‌های سه فاز طراحی شده است.
در صنایع و سیستم‌های اتوماسیون صنعتی که نیاز به نظارت و کنترل جریان سه فاز دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.
دسته‌بندی رله‌های بیمتال بر اساس نحوه عملکرد
رله‌های بیمتال از نظر عملکردی نیز در چند دسته قرار می‌گیرند:
۱. رله بی متال مکانیکی
از دو فلز با ضرایب انبساط حرارتی متفاوت تشکیل شده است.
با افزایش دما، این دو فلز به طور متفاوت منبسط شده و باعث خم شدن رله می‌شوند که در نهایت مدار را قطع یا وصل می‌کند.
کاربرد اصلی آن در حفاظت از موتورها و نظارت بر تغییرات دمایی است.
۲. رله بی متال الکترونیکی
از اجزای الکترونیکی مانند ترانزیستورها و ترانسفورماتور جریان بهره می‌برد.
با استفاده از حسگرهای حرارتی، تغییرات دما را بررسی کرده و در صورت رسیدن به مقدار مشخص، فرمان قطع مدار را صادر می‌کند.
عملکرد دقیق‌تری نسبت به رله‌های مکانیکی دارد.
۳. رله بی متال با آلیاژ ذوب‌شونده
در این نوع، از آلیاژهایی مانند قلع به عنوان عنصر حساس به دما استفاده می‌شود.
در هنگام بار اضافی، گرما باعث ذوب شدن آلیاژ و در نتیجه فعال شدن مکانیسم قطع مدار می‌شود.
۴. رله بی متال دستی
رله‌های بیمتالی دستی نوعی وسیله حفاظتی هستند که برای جلوگیری از افزایش بیش از حد دما در سیستم‌های الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این رله‌ها با تشخیص حرارت ناشی از اضافه‌بار، مدار را قطع کرده و از آسیب به تجهیزات جلوگیری می‌کنند. در این نوع رله، دو تماس الکتریکی وجود دارد؛ یکی در حالت معمول باز و دیگری بسته است که در صورت تغییر وضعیت به یکدیگر متصل شده یا از هم جدا می‌شوند.
ویژگی‌های رله بی متال دستی
✔ محافظت در برابر اضافه‌بار: این رله در صورت تشخیص جریان بیش از حد، مدار را قطع می‌کند.
✔ عملکرد ساده: دارای طراحی ساده با مکانیزم عملکرد سریع و دقیق است.
✔ افزایش ایمنی سیستم‌های الکتریکی: جلوگیری از افزایش بیش از حد دما و محافظت از تجهیزات الکتریکی.
۵. رله بی متال خودکار
رله ببی متال خودکار یکی دیگر از انواع رله‌های حفاظتی است که به‌طور خودکار بعد از یک بازه زمانی مشخص، بدون نیاز به مداخله دستی، مجدداً تنظیم و راه‌اندازی می‌شود. این رله برای مواقعی که نیاز به عملکرد خودکار در حفاظت از مدارها و موتورهای الکتریکی وجود دارد، بسیار کاربردی است.
ویژگی‌های رله بیمتال خودکار
✔ قطع خودکار مدار در هنگام اضافه‌بار
✔ امکان بازنشانی خودکار پس از رفع مشکل
✔ افزایش ایمنی و جلوگیری از خرابی تجهیزات الکتریکی
عملکرد رله بی متالخودکار
هنگامی که جریان اضافی یا افزایش دما تشخیص داده شود، این رله مدار را قطع کرده و پس از کاهش دما یا حذف بار اضافی، به‌صورت خودکار مجدداً مدار را فعال می‌کند.
۶. رله بی متال دستی-خودکار
رلهبی متال دستی-خودکار ترکیبی از دو نوع قبلی است که امکان عملکرد هم به‌صورت دستی و هم خودکار را دارد. این نوع رله به کاربر اجازه می‌دهد تا بسته به نیاز، آن را در حالت دستی تنظیم کرده یا اجازه دهد که به‌صورت خودکار عمل کند.
ویژگی‌های بی متال دستی-خودکار
✔ قابلیت عملکرد دستی و خودکار
✔ امکان قطع و وصل مدار به‌صورت دستی در مواقع اضطراری
✔ افزایش انعطاف‌پذیری در تنظیمات و کنترل تجهیزات الکتریکی
نحوه عملکرد رله بی متال دستی-خودکار
🔹 در حالت دستی: کاربر می‌تواند به‌طور دستی مدار را قطع یا وصل کند.
🔹 در حالت خودکار: رله بر اساس دمای محیط و میزان جریان عبوری، به‌طور خودکار وارد عمل شده و مدار را کنترل می‌کند.
نتیجه گیری
رله‌های بی متال به دلیل عملکرد قابل‌اعتماد و ایمنی بالا، یکی از بهترین گزینه‌ها برای محافظت از سیستم‌های الکتریکی در برابر اضافه‌بار و افزایش دما هستند. انتخاب صحیح نوع رله، بسته به نیازهای سیستم و محدوده جریان، می‌تواند تأثیر بسزایی در افزایش طول عمر تجهیزات و کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری داشته باشد. با توجه به تنوع این رله‌ها از نظر محدوده جریان، تعداد فاز و نحوه عملکرد، کاربران می‌توانند گزینه‌ای متناسب با شرایط خود انتخاب کنند و از عملکرد بهینه تجهیزات خود اطمینان حاصل نمایند.