کلید حرارتی چیست؟ | هر آن چه باید درباره کلید حرارتی بدانیم | MPCB

در این مقاله به عناوین زیر می پردازیم 

کلید حرارتی چیست

انواع کلید حرارتی چگونه کار می کند؟

معایب و مزایای استفاده از کلید حرارتی

رله های حالت جامد SSR

وظایف و کاربردهای کلید حرارتی

تجهیزات جانبی کلید حرارتی کدامند

بررسی رله فیندر ، راهنمای انتخاب و نصب کلید حرارتی

از کلید حرارتی چگونه استفاده می شود؟

کلید حرارتی چیست

کلید حرارتی سوئیچی است که به طور خودکار (اتوماتیک) برای حفاظت موتور در مقابل آسیب ناشی از افزایش جریان عمل می کند. افزایش جریان می تواند به صورت اضافه بار باشد یا به صورت افزایش ناگهانی (جریان اتصال کوتاه). در هر دو حالت کلید حرارتی از مدار حفاظت می کند.
به نوع اول این افزایش جریان خطای حرارتی و به نوع دوم افزایش جریان، خطای مغناطیسی می گویند. همچنین موقع راه اندازی موتور و در مدت کوتاهی موتور تا چند برابر جریان نامی (5تا8برابر) ، از مدار جریان می کشد که اگر از یک بریکر معمولی استفاده کنیم سریعا مدار را قطع می کند و عملا مانع روشن شدن موتور می‌شود. اما کلید حرارتی با تشخیص این موضوع برای مدت کوتاهی به موتور اجازه می دهد تا برای راه اندازی جریان مورد نیاز خود را تامین نماید و درصورتی که موتور مشکل داشته باشد و نتواند طی این زمان به دور موتور مورد نظر برسد مدار را قطع می کند.
این کلیدها علاوه بر کار اصلی شان که حفاظت است به عنوان قطع و وصل کننده اصلی مدار هم به کار می آیند. زیمنس از این کلیدها به عنوان یک نوع محافظ راه انداز موتور (Motor starter) یاد می کند.

کارکرد کلید حرارتی

انواع کلید حرارتی

کارکرد کلید حرارتی

همان طوری که در معرفی کلید حرارتی اجمالا گفته شد، این کلید تجهیزی مناسب برای حفاظت موتور هستند. به همین خاطر به این کلید ها MPCB می گویند؛ یعنی قطع کننده محافظ موتور (Motor protection circuit breaker). جدای از اینکه هزینه یک موتور به مراتب بیشتر از یک کلید حرارتی است (شاید حدود 7-8 برابر) ریست کردن کلید و در نهایت در صورت خرابی، تعویض کلید حرارتی خیلی آسان تر و سریعتر و کم هزینه تر از تعمیر و تعویض موتور است. به نظر می آید این مطلب، توجیه خوبی برای دقت نظر در انتخاب کلید حرارتی و لزوم به کارگیری جنس مرغوب آن در مدار قدرت موتور است.

حفاظت موتور در برابر جریان های حرارتی و مغناطیسی کارکرد اصلی این کلیدها است. که شاید برای جایگزینی آن باید چندین تجهیز برقی را با هم به خدمت بگیریم تا چنین کارکردی پیاده سازی شود.  علاوه بر این می توان مدار را در حین کار و زیر بار قطع و وصل کرد.

تفاوت اصلی بین MPCB و سایر کلیدهای مدار این است که MPCB می تواند در برابر عدم تعادل فاز و افت فاز از مدار محافظت کند. موتورهای سه فاز برای کارکرد بهینه به سه فاز الکتریکی با ولتاژ متعادل نیاز دارند. عدم تعادل بیش از 2 درصد عمر مفید موتور را کاهش می دهد. اگر یکی از ولتاژهای فاز به طور ناگهانی از بین برود، این اثر آسیب بیشتری خواهد داشت زیرا موتور تنها با دو فاز به کار خود ادامه می دهد. بریکر محافظ موتور قادر است این شرایط را با اندازه گیری اختلاف بین ولتاژهای فاز تشخیص دهد و در صورت وقوع بلافاصله موتور را قطع می کند. توجه به این نکته ضروری است که عدم تعادل جریان فاز در سیستم های سه فاز که بارهای تک فاز جداگانه را تامین می کنند طبیعی است، اما زمانی که مدار سه فاز یک موتور الکتریکی را تغذیه می کند غیرقابل قبول است.

مزایای استفاده از کلید حرارتی

معایب استفاده از کلید حرارتی

وظایف و کاربردهای کلید حرارتی

در بخش های قبل کارکرد کلید بیان شد و در ضمن آن وظیفه اصلی آن مشخص شد که حفاظت از مدار قدرت خصوصا مدار قدرت موتور است. می توان علاوه بر کارکرد حفاظت، از این کلیدها برای کاربردهای زیر هم استفاده کرد:

راه اندازی موتورهای القایی (آسنکرون)

اکثر موتورهای استفاده شده در صنعت موتورهای آسنکرون هستند که به عنوان موتورهای القایی قفس سنجابی نیز شناخته می شوند. این موتورها از برق سه فاز برای ایجاد یک میدان مغناطیسی دوار استفاده می کنند که روتور را مغناطیسی کرده و حرکت چرخشی ایجاد می کند. هنگام طراحی حفاظت الکتریکی برای یک موتور آسنکرون  و انتخاب کلیدهای محافظ مدار موتور، عوامل بسیار مهمی وجود دارد که در هنگام محافظت از انواع دیگر مدارهای الکتریکی وجود ندارند.

فن‌،  پمپ‌، هواساز و چیلر ، نوار نقاله، همزن، آسانسور، الواتور ، کانوایر، پمپ حرارتی، برج های خنک کننده، کمپرسور، سیستم های پمپاژ آب، تسمه نقاله صنعتی و سایر ماشین آلات مورد استفاده در فرآیندهای تولید حفاظت از مدار قدرت در مدارات موتوری و مقاومتی (روشنایی)

ساختار کلید حرارتی

بصورت کلی ساختار داخلی یک کلید حرارتی بصورت زیر می باشد :

• رله اضافه جریان حرارتی
• رله اضافه بار الکترومغناطیسی
• مجموعه کنتاکت اصلی
• محل قرارگیری  سوییچ کمکی
• گیره سوئیچ
• محفظه مهار آرک (صفحات دی یون)
• پیستون آرمیچر
• واحد تریپ

همچنین بر روی صفحه جلویی کلید حرارتی اجزای زیر مشاهده میگردد که از مهمترین آن ها میتوان به کلید های استارت و استپ وتست و همچنین قسمت تنظیم جریان اشاره کرد.

نحوه انتخاب کلید حرارتی چگونه است

گفته شد که کلید حرارتی محافظ موتور (MPCB) برای حفاظت اتصال کوتاه و حفاظت جریان حرارتی استفاده می شود. آستانه جریان اتصال کوتاه (جریان مغناطیسی) برای تمام کلیدها ثابت است. اما محدوده حفاظت جریان حرارتی متغییر است. برای انتخاب کلید مناسب، جریان نامی مدار را در ضریب 1.6 ضرب می کنیم و حداکثر جریان را به دست می آوریم. کلیدی را انتخاب می کنیم که این جریان نهایت آن باشد. توجه داشته باشید شرکت ها معمولا کلیدهای حرارتی را تا جریان های خاصی تولید می کنند (مثلا زیمنس تا 45 کیلووات و رنج آمپری 80-100 آمپر و اشنایدر 90 کیلووات و رنج آمپری 132تا220 آمپر) و برای جریان های بالاتر از آن باید یا از بی متال های الکترونیکی و یا کلید های اتوماتیک دارای تریپ یونیت حفاظت موتور استفاده کرد.

کاتالوگ هر کلید بر اساس شرایط و کلاس حرارتی (کلاس 10 یا 20) جدول انتخاب را برای کاربران مشخص کرده است.

معمولا برندهای معتبر برای انتخاب مناسب کلید حرارتی متناسب با توان موتور و کنتاکتور کاتالوگ هایی تهیه و به مشتریان خود ارائه می دهند .  نمونه آن را می توانید در صفحه لیست قیمت کنتاکتور زیمنس ببینید .

نحوه نصب کلید حرارتی

نحوه استفاده از کلید حرارتی

چگونگی به کار گیری کلید ترمیک پیچیدگی ندارد. بعد از سیم بندی قدرت در مدار قرار می گیرد. در صورتی که جریان مدار به صورت ناگهانی یا متوسط از حد مجاز مربوط به خود تجاوز کرد کلید قطع می کند. برای شروع به کار مجدد بعد از اطمینان از رفع مشکل به وجود آمده کلید را مجدد متصل می کنیم.

بر اساس جریان کاری، مقدار مجاز جریان را بر روی کلید تنظیم می کنیم.
می توان به صورت دستی هم کلید را با کلید چرخان (یا فشاری) قطع و وصل کرد.

بسیار متداول است که مدار کلیدهای محافظ موتور را با یک کنتاکتور تکمیل کنید تا امکان کنترل خودکار راه اندازی و قطع شدن موتور نیز فراهم گردد. این سیستم همچنین ممکن است شامل یک دستگاه حفاظت از کاهش ولتاژ (under voltage) نیز باشد که در صورتی که ولتاژ سیستم به میزان قابل توجهی کمتر از مقدار نامی کاهش یابد، موتور را قطع می کند.

نتیجه گیری

                                                                                         تهیه و تنظیم : سید محمد حسین میرزایی | محمدرضا بارویی