کلیدهای حرارتی به عنوان یکی از مهم‌ترین تجهیزات برق صنعتی وظیفه‌ی محافظت از موتور الکتریکی را بر عهده دارند. قطع و وصل کردن موتور در مواقعی که اشکالاتی شبیه به اتصال کوتاه، اتصال به زمین، اتصال خط به خط یا اضافه بار، رخ می‌دهد وظیفه‌ی اصلی کلید حرارتی است اما این کلیدها در برابر قطع فاز و یا نامتعادل شدن فازها نیز از موتور سه فاز محافظت می‌کنند.
عدم استفاده از کلید حرارتی به معنای آسیب‌های جدی به موتور و حوادث ناگوار بسیار خطرناک در صنعت می‌باشد که همین موضوع دلیل اصلی استفاده از کلید حرارتی در صنعت است. بعضی از کلیدهای حرارتی دارای یک LED هستند که با روشن شدن آن وقوع خطا در سیستم را نشان می‌دهند. روشن شدن این LED نشان دهنده هشدار در سیستم می‌باشد و تا زمان خاموش شدن آن نمی‌توان دستگاه را دوباره راه‌اندازی نمود.
برق صنعتی نیاک در این مقاله با بررسی دقیق اینکه کلید حرارتی چیست؟ کاربردها و مزایای استفاده از آنها اطلاع مفیدی را در اختیار خواننده قرار می‌دهد. برای استعلام قیمت و خرید انواع تجهیزات صنعتی می‌توانید با کارشناسان ما در فروشگاه برق صنعتی نیاک تماس بگیرید.
کار کلید حرارتی چیست؟
بعد از بررسی اینکه کلید حرارتی چیست باید این را بررسی کرد که کار کلید حرارتی چیست؟ کلید حرارتی یا motor protection circuit breaker (MPCB) نوعی قطع کننده (بریکر) مدار است که با قطع کردن جریان موتور در هنگام اضافه بار و اتصال کوتاه، از موتور محافظت می‌کند. این کلیدها که با نام کلید حرارتی- مغناطیسی نیز شناخته می‌شوند، قابلیت قطع شدن در زیر بار را نیز دارند و در زمان‌های متفاوتی مانند راه‌اندازی و کار، با قطع و وصل کردن مدار قدرت، وظیفه‌ی حفاظت از موتور را بر عهده می‌گیرند.
می‌توان کلیدهای حرارتی را یک ناظر دقیق بر دمای ماشین‌آلات و تجهیزات نامید که در یک محدوده‌ی دمایی مشخص به سیستم اجازه‌ی فعالیت می‌دهند. دمای بیش از حد یا دمای بسیار پایین برای کلید حرارتی به معنای توقف کار موتور می‌باشد. کلیدهای حرارتی از فیوز مینیاتوری و بیمتال (رله‌های حرارتی) تشکیل شده‌اند و با تجهیزات جانبی دیگر در مدار فرمان نصب می‌شوند.
- بیشتر بخوانید: تعریف برق صنعتی و تجهیزات
برای خرید کلید حرارتی از برق صنعتی نیاک
قسمت‌های مختلف کلید حرارتی چیست؟
اجزاء اصلی کلیدهای حرارتی به صورت زیر می‌باشد:
- شستی‌های قطع و وصل کلید حرارتی
- کلید تست، برای اطمینان از سالم بودن
- ترمینال‌های اتصال به کابل موتور
- ترمینال‌های اتصال برق ورودی
- پیچ تنظیم جریان در یک رنج مشخص
- واحد قطع کننده اضافه بار حرارتی
- واحد قطع کننده اضافه بار الکترومغناطیسی
- پیستون آرمیچر
- محفظه جرقه زنی
- . تغییر وضعیت قفل
- کنتاکت های اصلی کلید
- کنتاکت های کمکی تغییر وضعیت
کلید حرارتی چگونه کار می‌کند؟
کلید حرارتی در دو عملکرد حفاظت مغناطیسی و حفاظت حراراتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در عملکرد حرارتی، زمانیکه جریانی بیشتر از جریان نامی الکتروموتور بر روی آن قرار می‌گیرد کلید حرارتی فعال می‌شود. دو فلز غیر هم‌جنس درون کلید حرارتی دارای ضریب انبساط متفاوتی هستند که فلزها همزمان با داغ شدن الکتروموتور شروع به خم شدن می‌کنند.
به دلیل ضریب انبساط متفاوت یکی از فلزها بیشتر خم شده و بر اثر این خم شدن اهرم زیر فلز فعال و درنتیجه مدار قطع می‌شود. در این عملکرد که نسبتا با تاخیر انجام می‌شود پس از سرد شدن موتور، فلز خم شده به حالت اول باز می‌گردد و مدار وصل می‌شود.
به عنوان مثال این عملکرد کلید حرارتی زمانی فعال می‌شود که روتور درون استاتور قفل شود یا به اصطلاح جامپ کند و در نتیجه الکتروموتور جریانی بیشتر از جریان نامی خود بکشد.
عملکرد مغناطیسی کلیدهای حرارتی، در اتصال کوتاه فاز با فاز، فاز با نول و فاز با زمین فعال می‌شود. در حالت عادی که مدار با اضافه بار مواجه نشده است، جریان از بوبینی که داخل کلید حرارتی قرار دارد به وسیله دو کنتاکت که به هم متصل هستند عبور می‌کند و میدان مغناطیسی بسیار کوچکی ایجاد می‌کند.
اما در حالت اتصال کوتاه، ناگهان در یک لحظه جریان بسیار زیادی از بوبین عبور می‌کند که با تولید میدان مغناطیسی شدید، می‌تواند هسته داخل بوبین را به حرکت درآورد و با فعال کردن اهرم مدار را قطع کند. در عملکرد مغناطیسی برخلاف عملکرد حرارتی، مدار به سرعت قطع می‌شود و تاخیر وجود ندارد.
تفاوت کلید حرارتی و بیمتال
کلید حرارتی و بیمتال تفاوت‌های اساسی با یکدیگر دارند:
- کلید حرارتی مدار قدرت و بیمتال مدار فرمان را قطع می‌کنند. البته با قرار دادن یک تیغه بسته بیمتال در مسیر بوبین به محض خطای اضافه بار و یا خطای اضافه جریان مدار قدرت نیز قطع می‌شود.
- کلید حرارتی در هر دو خطای اضافه بار ( جریان حرارتی) و خطای اتصال کوتاه (جریان مغناطیسی) از الکتروموتور محافظت می‌کند اما بیمتال فقط در مقابل خطای اضافه بار و داغ شدن الکتروموتور می‌تواند مدار را قطع کند.
- بر روی کلید حرارتی یک کلید قرار دارد که از آن برای قطع و وصل کردن استفاده می‌شود. بیمتال فاقد این کلید می‌باشد.
- بیمتال بعد از کنتاکتور قرار گرفته است اما کلید حرارتی، قبل از کنتاکتور و در ابتدای خط تغذیه قرار دارد.
- ضریب اطمینان و دقت عملکرد کلید حرارتی بیشتر از بیمتال است.
کلید حرارتی پکیج چیست؟
کلید حرارتی یا ترموستات حد در پکیج یک قطعه ضروری است که ایمنی دستگاه را تضمین می‌کند و از وقوع حوادث ناگوار در پکیج و آبگرمکن جلوگیری می‌کند . در پکیج‌ها یا آبگرمکن‌های قدیمی‌تر که فاقد این قطعه بوده‌اند با افزایش دمای آب، خطر انفجاروجود داشت که این مشکلات تا حدود زیادی با استفاده از کلید حرارتی پکیج بطرف شده است. زمانیکه دمای آب موجود در پکیج بالاتر از 105 درجه سانتیگراد باشد و یا مشکلات فنی دیگری در پکیج به وجود آمده باشد یک چراغ هشدار بر روی آن روشن می‌شود که نشان دهنده نیاز به سرویس و انجام تعمیرات برای برطرف کردن مشکل به وجود آمده می‌باشد.
کلید حرارتی در پکیج فرمان قطع شدن مدار رادر برد صادر می‌کند و تا زمانیکه دمای آب کاهش پیدا نکند و به دمای اولیه نرسد، پکیج دیگر روشن نمی‌شود و چراغ هشدار روشن شده نیز به این معنا است که تا زمانیکه مشکلات آن را برطرف نکرده‌اید اقدام به روشن کردن آن نکنید.
انواع کلید حرارتی
کلید حرارتی تک فاز یا سه فاز با توجه به قابلیت‌ها و عملکرد و برندی که دارند در دسته بندی‌های مختلفی قرار می گیرند که می‌توان به کلید حرارتی Schneider، LS، Siemens و Hyundai اشاره کرد: انواع کلیدهای حرارتی در ادامه توضیح داده شده‌اند.
دیسک دو فلزی یا ضربه محکم
در کلید حرارتی دو فلزی، از دو فلز با ضرایب انبساطی متفاوت استفاده می‌شود که به کمک همین اختلاف ضریب، مدار را قطع و وصل می‌کنند. از این نوع کلیدهای حرارتی برای محافظت از موتور در زمان گرم شدن و یا سرد شدن بیش از حد استفاده می‌شود.
کلیدهای نی حرارتی
کلیدهای نی حرارتی که با نام کلید حرارتی مغناطیسی نیز شناخته می‌شوند از یک آلیاژ فلزی شبیه نی تشکیل شده است که خاصیت فلزی‌اش با تغییر دما تغییر می‌کند. از این کلیدها در انواع لوازم خانگی با هدف محافظت از موتورهای برقی استفاده می‌شود. کلیدهای نی حرارتی در واقع یک نوع سنسور دما هستند که در زمان لازم به عنوان یک قطع کننده مدار عمل می‌کنند.
کلید جیوه‌ای
در کلید جیوه‌ای از جیوه به عنوان یک الکترود مستقل استفاده شده است که مدار را باز و بسته می‌کند. استفاده از این نوع کلید حرارتی امروزه به دلیل سمی بودن جیوه و آسیبی که ممکن است برای محیط زیست داشته باشد در بسیاری از کشورهای دنیا ممنوع شده است.
کلیدهای حرارتی میله و لوله
این کلیدها که از یک لوله بیرونی و یک میله داخلی تشکیل شده‌اند و برای حفاظت الکتروموتور در برابر اضافه جریان و همچنین اتصال کوتاه مورد استفاده قرار می‌گیرند.
کلید حرارتی گازی
کلید حرارتی گازی محافظت از موتور را با استفاده از یک محفظه گازی که در مواقع جریان بالا و ولتاژ پایین بر روی بیمتال فشار وارد می‌کند انجام می‌دهند. کلید حرارتی مزایای بسیار زیادی دارد از جمله اینکه با سرعت زیاد و در زمان کم با دقت بسیار بالا جریان را در الکتروموتر تنظیم می‌کند. کلید حرارتی گازی در دو نوع حرارتی و مغناطیسی موجود می‌باشد.
تجهیزات جانبی کلید حرارتی چیست؟
از کلید حرارتی درکنار تجهیزات جانبی زیر در مدار استفاده می‌شود:
بوبین شنت
این رله از پهلو به کلید حرارتی متصل شده و با استفاده از یک بوبین الکترومغناطیسی، کلید اتوماتیک را قطع می‌کند. این رله در مواقع خطاهای خارجی مانند آتش سوزی، اتصال کوتاه، اضافه بار و…از کلید اتوماتیک محافظت می‌کند.
رله بوبین شنت با دریافت یک سیگنال الکتریکی از منبع خارجی، یک قطعه مکانیکی را به حرکت در آورده و کلید را به حالت تریپ در می‌آورد. در نتیجه‌ی آن مصرف کننده بدون برق می‌شود.
رله افت ولتاژ
این رله نیز مانند رله شنت به صورت جانبی و از پهلو به کلید حرارتی متصل می‌شود اما در عملکرد با رله شنت متفاوت است.این رله برای اینکه کلید حرارتی را قطع و وصل کند باید در دو سر بوبین همیشه برق داشته باشد.
کنتاکت کمکی
کنتاکت‌های کمکی از پهلو و یا از رو به کلید حرارتی متصل شده و به دو صورت تک کنتاکت یا دو کنتاکت موجود می‌باشند. با قطع و وصل شدن کلید حرارتی کنتاکت‌ها تغییر وضعیت می‌دهند. از کنتاکت کمکی در قسمت مدار فرمان استفاده می‌شود.
اما اگر به طور دقیق‌تر بخواهیم بدانیم کنتاکت کمکی کلید حرارتی چیست؟ این کنتاکت یک تجهیز جانبی کلید حرارتی است که برای نشان دادن وضعیت تریپ یا خاموش بودن کلید حرارتی یک سیگنال صادر می‌کند و این سیگنال در مانیتورینگ و روشن و خاموش کردن موتور بسیار کاربردی می‌باشد.
کنتاکت کمکی خطا
این کنتاکت به صورت جانبی و از پهلو به کلید حرارتی متصل می‌شود و تنها در زمانیکه کلید حرارتی به دلیل تشخیص خطای اضافه بار به حالت تریپ در آمده است عمل می‌کند.
دستگیره گردان
دستگیره گردان که در تابلوهای کشویی مورد استفاده قرار می‌گیرد به وسیله یک رابط میله‌ای به کلید حرارتی متصل می‌شود.
رابط نصب
رابط نصب با اشکال مختلف برای مدل‌های مختلف نصب کنتاکتور به کلید حرارتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- بیشتر بخوانید: کنتاکتور چیست؟ معرفی کنتاکتور بر اساس جریان،کاربرد و فاز
کلید حرارتی اشنایدر چیست؟
کلید های حرارتی اشنایدر یکی از پرکاربردترین کلید ها در برق صنعتی و تابلو برق‌ها می‌باشند. این کلیدها با بهترین کیفیت و به روزترین تکنولوژی روز دنیا تولید می‌شوند و با استفاده از یک فیوز مینیاتوری و یک عدد بیمتال از موتور در برابر هر دو عامل اتصال کوتاه و اضافه بار محافظت می‌کنند.
اما کلیدهای حرارتی اشنایدر از برخی جهات مانند طراحی، کیفیت، قیمت، محدوده جریان، توان قطع، تعداد کنتاکت‌ها، امکان اتصال تجهیزات جانبی و غیره با سایر کلیدهای حرارتی متفاوت هستند واضح است که این تفاوت‌ها با توجه به نوع و مدل کلید حرارتی و برند سازنده آن یکسان نمی‌باشد. از کلید حرارتی اشنایدر، با هدف کنترل زمان شروع و توقف، کنترل جریان شدید موتور در زمان راه‌اندازی، جلوگیری از تک فاز شدن و افت ولتاژ و همچنین کنترل چرخش موتور در صنعت نیز استفاده می‌شود
- بیشتر بخوانید: برق صنعتی – کاربردها و تجهیزات
کاربردهای اصلی کلید حرارتی چیست؟
کلید حرارتی در مواردی مانند کلیدزنی مدارات موتوری، حفاظت قابل تنظیم برای اضافه بار مغناطیسی و حرارتی، حفاظت از موتور الکتریکی در برابر خطاهای الکتریکی، حفاظت حرارتی برای جلوگیری از آسیب ناشی از گرم شدن دستگاه مانند یک دستگاه کنترل دما و ایجاد تاخیر در روشن شدن موتوری که در اثر اضافه بار داغ شده است مورد استفاده قرار می‌گیرد.
مزایای استفاده از کلید حرارتی چیست؟
کلیدهای حرارتی به دلیل داشتن مزایای زیر در صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرند:
- قدرت قطع بالا
- مقاومت بالا در بارهای لحظه‌ای بدون قطعی
- قابلیت استفاده مجدد در مقایسه با فیوز حرارتی
- مناسب بودن برای مدارهای جریان بالا
- دارا بودن رنج‌های گسترده
- قابلیت کنترل و فرمان‌پذیری
- امکان تنظیم دقیق پارامترهای الکتریکی
جدول انتخابی کلید حرارتی چیست؟
اندازه‌ی کلید حرارتی بر اساس دو فاکتور مهم جریان و ولتاژ نامی مشخص می‌گردد. هرچند موتورهای الکتریکی همیشه با جریان نامی خود کار نمی‌کنند اما لازم است جریان نامی را در خرید کلید حرارتی مد نظر قرار بدهیم.
| جریان کنتاکتور | جریان فیوز | جریان بیمتال حرارتی | ولتاژ 380 ولت | |
|---|---|---|---|---|
| آمپر | آمپر | آمپر | HP | KW |
| 9 | 2 | 1-1.6 | 0.5 | 0.37 |
| 9 | 2-4 | 1.6-2.5 | 0.75 | 0.55 |
| 9 | 2-4 | 1.6-2.5 | 1 | 0.75 |
| 9 | 4-6 | 2.5-4 | 1.5 | 1.1 |
| 9 | 4-6 | 2.5-4 | 2 | 1.5 |
| 9 | 6-8 | 4-6 | 3 | 2.2 |
| 9 | 8-12 | 4-6 | 4 | 3 |
| 16 | 10-12 | 7-10 | 5.5 | 4 |
| 16 | 12-16 | 10-13 | 7.5 | 5.5 |
| 16 | 16-20 | 13-15 | 10 | 7.5 |
| 25 | 20-25 | 18-25 | 13.5 | 10 |
| 25 | 25 | 18-25 | 15 | 11 |
| 40 | 32-40 | 23-32 | 20 | 15 |
| 40 | 40 | 30-40 | 25 | 18.5 |
| 40 | 50-63 | 38-50 | 30 | 22 |
| 63 | 63 | 48-57 | 40 | 30 |
سخن پایانی
موتورهای الکتریکی اصلی‌ترین نقش را در صنعت ایفا می‌کنند و محافظت از آنها اهمیت بسیار زیادی دارد.کلیدهای حرارتی یکی از تجهیزات برق صنعتی هستند که علاوه بر حفاظت از موتورهای الکتریکی در حفاظت از شناورها، پمپ‌های خلاء، فن‌های سه فاز و پمپ‌های آب بسیار کاربردی هستند.
انتخاب صحیح کلیدهای حرارتی به افزایش طول عمر موتور الکتریکی کمک می‌کند و آسیب‌های احتمالی برای کلید حرارتی را به حداقل می‌رساند. گروه کارشناسان مجله برق صنعتی نیاک در این مقاله علاوه بر توضیح اینکه کلید حرارتی چیست و نحوه عملکرد کلیدهای حرارتی، با معرفی انواع کلیدها، مزایا و کاربردهای آنها اطلاعات جامعی را در اختیار فعالان صنعت قرار می‌دهد.
قیمت انواع کلیدهای حرارتی به عواملی مانند نوع تنظیم جریان، محدوده تنظیم جریان،قابلیت نصب قطعات جانبی، امکانات دیگر و همچنین برند آن بستگی دارد. برای خرید کلید حرارتی و سایر تجهیزات برق صنعتی با فروشگاه برق صنعتی نیاک تماس بگیرید.
