کلید حرارتی چیست و چگونه عمل می کند؟نحوه تنظیم کلید حرارتی
منبع اصلی انرژی وسایلی که در طول روز با ان سر و کار داریم، جریان برق می باشد. یک سری وسایل هستند که ما به صورت مستقیم از آن استفاده می کنیم اما علاوه بر این وسایل، از تجهیزاتی مانند جعبه تقسیم با تابلو برق پلاستیکی نیز استفاده می کنیم. بسیاری که از وسایل و تجهیزاتی که از برق استفاده می کنند، به دریافت کردن جریان مشخصی از برق نیاز دارند به این دلیل که با بالا و پایین رفتن جریان برق، می تواند به موتور آسیب رساند.
در این راستا ما به وسایلی نیاز داریم محدوده تغییراتی که در جریان برق اتفاق می افتد را شناسایی کنند و همچنین در صورت نیاز، عمل قطع و وصل کردن جریان را هم انجام دهند. در این مقاله در ارتیاط با یکی از همین وسایل به نام کلید حرارتی چیست ،نحوه عملکرد، مزایای آن و … صحبت می کنیم.
کلید حرارتی چیست؟
کلید حرارتی یا MPCB که مخفف کلمه Motor protection circuit breaker است، یک تجهیز ترکیبی از بی متال و کلید مینیاتوری است که به وسیله این تجهیز این امکان فراهم می شود که از موتور در برابر اضافه بار و اتصال کوتاه به طور همزمان محافظت کنید. این کلید با نام های دیگری همچون کلید حفاظتِ موتوری و کلید راه‌انداز موتور (MMS) شناخته می شود. کلید های حرارتی را همجنین می توان از دسته کلیدهای قابل قطع زیر بار نیز دانست.
چرا از کلید حرارتی استفاده می‌کنیم؟
کارکرد موتور های الکتریکی باید به صورتی محافظت شوند که در صورتی که جریان مصرف کننده از میزان حد مجاز عبور کرد و بیشتر شد، مدار قطع شود. دلیل ان کار این است که گرمایی که تولید شده است به موتور آسیب می رساند. اتصال سیم‌‌پیچ‌ها، اتصال کوتاه شدن فازها و تک‌فاز شدن مصرف‌کننده از عواملی می باشند که بالا رفتن بیش از حد مجاز جریان می شوند.
این افزایش جریان می تواند یا به صورت افزایش ناگهانی (جریان اتصال کوتاه) یا اضافه بار اتفاق بیافتد. در هر ۲ حالت، وظیفه کلید حرارتی محافظت کردن از موتور می باشد. به افزایش ناگهانی جریان، خطای مغناطیسی و به افزایش جریان به‌صورت اضافه بار، خطای حرارتی می گویند.
در هنگام راه اندازی موتور، در مدت زمان کوتاه، موتور الی ۸ برابر جریان نامی از مدار جریان می کشد. در این هنگام اگر از بریکر معمولی بخواهید استفاده کنید، بلافاصله مدار قطع می شود و در نتیجه مانع روشن شدن موتور می شود. در این بین کار کلید حرارتی مشخص می شود. کلید حرارتی با تشخیص به موقع این موضوع، این اجازه را به موتور می دهد تا جریان مد نظری که برای راه اندازه نیاز دارد را تامین کند. در صورتی که موتور به دلایلی همچون عیب با بروز خطا نتواند به دور نامی برسد، کلید حرارتی مدار را قطع می کند.
در زمان راه‌اندازی، در مدت کوتاهی موتور ۵ تا ۸ برابر جریان نامی از مدار جریان می‌کشد. در این شرایط، اگر از یک بریکر معمولی استفاده کنید، مدار به سرعت قطع شده و مانع روشن شدن موتور می‌شود. اما کلید حرارتی با تشخیص این موضوع، به موتور اجازه می‌دهد تا جریان مورد نیاز خود برای راه‌اندازی را تامین کند. کلید حرارتی در صورتی مدار را قطع می‌کند که موتور به دلیل بروز خطا یا عیب نتواند به دورِ نامی برسد. در مواقع خطا، کلید های حرارتی به صورت اتوماتیک مدار قدرت را قطع و وصل می کند.
عملکرد کلید حرارتی
می توان عملکرد این کلید را در در 2 مورد توضیح داد که در ادامه با عملکرد کلید های حرارتی بیشتر آشنا می شویم.
حفاظت در برابر جریان مغناطیسی
این حفاظت به وسیله یک بویین انجام می شود که یک هسته مغناطیسی، قسمت اصلی ساختمان آن را تشکیل می دهد. چند دور سیم در اطراف هسته پیچیده شدند. کنتاکت ها در بویین، در اثر افزایش شدت میدان مغناطیسی و عبور جریان زیاد، جذب می شوند. بعد از آن کلید به خاطر جذب شدن اهرم قطع در بویین ، عمل می کند. یک هسته مغناطیسی سیم‌پیچی شده داخل کلید برای هر فاز، وجود دارد. از مکانیزم گفته شده دلیل آن که قطع کننده مدار در شرایط اتصال کوتاه باید سریع عمل کند برای حفاظت کردن در برابر اتصال کوتاه استفاده می شود.
بعد از تشخیص خطای مغناطیسی یا حرارتی، فنر فشرده شده آزاد و سپس انرژي مکانیکی ایجاد شده، اتصال خروجی و ورودی را قطع می کند. هر دفعه وصل و قطع کردن کلید، منجر به فرسودگی کنتاکت ها می شود. امکان تعویض کنتاکت ها در کلید های کوچک وجود ندارد. در نتیجه تعداد قطع و وصل کردن آن، یکی از پارامتر های عمر کلید حرارتی می باشد. در کلید های بزرک امکان تعویض و تمیز کردن تیغه ها فراهم است.
تعداد نامی قطع و وصل کنتاکتور ها بیشتر از کلید های حرارتی مثل کلید حرارتی هیوندای است. اگر کلید های حرارتی در حدود چند ۱۰ هزار بتوانند مدار را قطع و وصل کنند، کنتاکتور ها بر خلاف این کلید ها می توانند جندین میلیون بار این عمل را انجام دهند.
حفاظت در برابر جریان حرارتی
کلید حرارتی با استفاده از اثر حرارتی دو فلز بر هم که به آن بخش بی متال کلید می گویند، خطای جریان اضافه بار را تشخصیص می دهد. هر دو فلز در اثر عبور جریان الکتریکی از تیغه‌های کلید حرارتی گرم می شوند و همچنین طول آن دو فلز زیاد می شود. در این بین ضریب انبساط که دو فلز دارند با یکدیگر متفاوت است و بی متال به طرف فلزی که دارای ضریب انبساط پایین تری می باشد، خم می شود.
کنتاکت های کلید حرارتی به واسطه جا به جایی اهرم قطع و وصل، تحریک می شود. برای جلوگیری از جلوگیری از جرقه و سوختگی در محل اتصال و افزایش سرعت عملکرد کلید حرارتی، در بالا و پایین تیغه دو فلز، دو آهنربا تعبیه شده است. در این هنگام نیروی مغناطیسی آهنربا از جرقه و سوختگی در محل اتصال جلوگیری و همچنین به بسته شدن سریع اتصال کمک می کند.
اجزای داخلی کلید حرارتی
اجزای این کلید طبق تصویر زیر می باشد که عبارتند از:
- c: هادی ثابت
- b: پوشش یا کاور کلید حرارتی
- a: مکانیزم عملکرد
- d: محل نصب اکسسوری‌های داخلی
- m: پیستون
- l: واحد قطع‌کننده اضافه بار
- k: سیم‌پیچ
- j: بدنه
- h: هادی متحرک
- l: واحد قطع‌کننده اضافه بار
- g: صفحه متحرک آرک یا جرقه
- f: محفظه آرک یا جرقه
- e: بدنه میانی کلید
مفهوم علائم ظاهری روی کلیدهای حرارتی
روی این کلید ها یک سری علائم وجود دارد که عبارتند از:
- ترمینال‌های قدرت: کاربرد آن برای اتصال هادی ها است.
- سوئیچ ON و OFF: این سوئیچ برای روشن و خاموش کردن مورد استفاده قرار می گیرد.
- زبانه تنظیم جریان کلی: با توجه به جریان نامی موتور، جریان کلید را تنظیم می کند.
- محل اضافه کردن برچسب یا Label
- عملگر تست تریپ کلید: از این عملگر نقش تست کردن سالم بودن کلید را بر عهده دارد.
- نگهدارنده نصب روی ریل
مشخصات کلید حرارتی
مشخصات این سری از کلید ها به شرح زیر می باشد:
- زبانه دوار برای تنظیم رنج جریان
- شستی قطع و وصل (0 و 1) روی کلید جهت کن ترل دستی
- سه کنتاکت قدرت
- دکمه تست
کاربردهای اصلی کلید حرارتی
کاربرد های این کلید به شرح زیر می باشند:
- برای اضافه بار مغناطیسی و حرارتی، حفاظت قابل تنظیم دارد.
- از کاربرد دیگر آن، کلیدزنی مدارهای موتوری است.
- از موتور های الکتریکی در برابر انواع خطاهای الکتریکی محافظت می کند.
- برای روشن شدن موتور تاخیر حرارتی ایجاد می کند.
- خصوصیات و قابلیت‌های کلید حرارتی
- قابل قطع و وصل زیر بار
- امکان تنظیم جریان در یک بازه جریانی مورد نظر
- قطع کردن مدار قدرت پس از تشخیص خطا
مزایای استفاده از کلید حرارتی
مزایای این کلید عبارتند از:
- در مدارهای جریان بالا، قابل استفاده هستند.
- در برابر بارهای لحظه‌ای، مفاومت بالا دارند.
- از قدرت قطع بالا برخوردار هستند.
- از جریان اتصال کوتاه و اضافه جریان حفاظت می کند.
- قابلیت فرمان‌پذیری و کنترل را دارا است.
- در یک بازه مشخص امکان تنظیم ساده و سریع جریان محافظتی را دارد.
- پارامترهای الکتریکی را به صورت دقیق تنظیم می کند.
- در حین کار، می تواند مدار قدرت را قطع و وصل کند.
- به نگهداری و تعمیر کم نیازمند می باشد.
- بر روی سه فاز حفاظت می کند.
معایب استفاده از کلید حرارتی
این کلید علاوه بر مزایایی که گفته شد دارای معایبی است که در ادامه به آن می پردازیم.
نحوه تنظیم کلید حرارتی
رنج جریان، قابل تنظیم در کلید های حرارت مانند کلید حرارتی ال اس است. امکان تغییر جریان در یک بازه معین، به وسیله زبانه کوچک فراهم می شود. کلید های حرارتی را بسته به جریان نامی و توان موتور باید انتخاب کنیم. بعد از آن مطابق با جریان نامی موتور، کلید حرارتی را تغییر می دهیم. کلید های حرارتی در رنج های استاندار ساخته می شوند و همچنین جریان مشخصی را پوشش می دهند. این جربان اصولا بیشتر از میزان جریان نامی انتخاب می شود.
انواع راه‌اندازی کلید حرارتی
برای راه اندازی این کلید ها دو راه اصولا وجود دارد که این دو راه عبارتند از:
کلید محافظ موتور برای راه‌اندازی‌های سنگین
کلید محافظ موتور ، اگر جریان راه اندازی از میزان ۱۰ برابر جریان نامی پیش نرود، به مدت ۴ ثانیه جریان را عبور می دهد. در نهایت این کلید ها در مقایسه با کلید ها اتوماتیک معمولی، در شرایط خیلی سخت با رله جریان بالا نیز کار کند.
کلید محافظ موتور برای راه‌اندازی‌های سبك
کلید حرارتی، در صورتی که جریان راه اندازی از میزان ۵ برابر جریان نامی تجاور نکند، جریان را به مدت ۲۰ ثانیه عبور می‌دهد.
تجهیزات جانبی کلیدهای حرارتی
این کلید ها دارای یک سزی تجهیزات جانبی هستن. که به معرفی نام این تجهیزات در ادامه مطلب خواهیم پرداخت:
- رله شنت (Shaunt Relay)
- کنتاکت کمکی (Auxiliary Contact)
- رله افت ولتاژ (Under Voltage Relay)
- دستگیره گردان
- رابط نصب (بین کلید حرارتی و کنتاکتور)
تفاوت‌های کلید حرارتی با بیمتال
این کلید های حرارتی دارای تفاوت هایی با بی متال ها هستند که در ادامه به آن می پردازیم:
- بی متال ها برای قطع کردن مدار فرمان استفاده می شوند اما کلید های حرارتی برعکس بی متا ها، مدار قدرت را قطع می کنند. به وسیله تیغه متصل به بی متال در مسیر بویین کنتاکتور، بلافاصله پس از رخ دادن خطای جریان حرارتی یا خطای اضافه بار، می توان کنتاکتور را قطع کرد و در نهایت مدار قدرت نیز قطع می شود.
- شستی قطع بر روی کلید حرارتی وجود دارد اما این شستی را روی بی متال مشاهده نمی کنید.
- کار کلید حرارتی عمل کردن در مقابل خطای جریان مغناطیسی (اتصال کوتاه) و خطای جریان حرارتی (اضافه بار) است. در صورتی که بی متال ها فقط در برابر خطای جریان حرارتی عکس العمل نشان می دهند.
- بی متال ها بعد از تجهیز کنتاکتور قرار می گیرند و سپس بر روی مدار فرمان عمل می کنند، اما کلید های حرارتی قبل از کنتاکتور و به عنوان یک بریکر و در قسمت مدار قدرت و ابتدای فیدر قرار می گیرند.
نتیجه گیری
در این مطلب با این موضوع آشنا شدیم که کلید حرارتی چیست و کلید حرارتی یکی از تجهیزات برقی است که از ترکیب دو تجهیز دیگر یعنی بی متال و کلید مینیاتوری ساخته می شود و وظیفه آن حفاظت کردن در برابر اضافه بار و اتصال به صورت همزمان است. اگر شما قصد تهیه این محصول با بهترین قیمت را دارید می توانید به سایت ما مراجعه و یا با شماره تماس های موجود در سایت تماس حاصل کنید.