حفاظت از موتورها در برابر اضافه بار، اهمیت فراوانی دارد. بیشتر شدن جریان مصرفی موتور از جریان نامی؛ باعث بالا رفتن دمای موتور میشود. عدم کنترل این شرایط سبب می شود عایق سیم پیچ موتور، آسیب جدی ببیند. یکی از راه های غلبه بر این شرایط، انتخاب بیمتال مناسب است. رله اضافهبار بیمتال با وجود سادگی و قیمت مناسب، در برابر جریان اضافی موتور، حفاظت موثری ارائه می کند.
اگر قصد انتخاب این کلید برای حفاظت از موتور را دارید، تا انتهای این مقاله همراه من باشید.
عملکرد بیمتال
بیمتال را می توان در زمره تجهیزات حفاظتی زیمنس قرار داد. این تجهیزات حفاظتی قادرند موتور الکتریکی را در برابر اضافه جریان ناشی از افزایش بار ایمن کنند. به همین دلیل به رله اضافه بار موسوم اند. اهمیت محافظت موتور در برابر اضافه بار از آن جهت است که اضافه بار سبب افزایش دمای موتور می شود. نتایج حاصل از یک تحقیق علمی نشان داده ایت افزایش دمای موتور به میزان 10 درجه اسنتیگراد، عمر مفید موتور را به نصف کاهش می دهد.
بیمتال به صورت سری با موتور در مدار قرار می گیرد؛ بنابراین جریان مصرفی موتور از رله اضافه بار عبور میکند. افزایش جریان عبوری از کلید که به معنای اضافه جریان حراتی موتور است، سبب می شود بیمتال عمل کرده و قطع مدار شود. بی متال در حالت عادی یک مسیر بسته جریان است و در صورت بروز خطا مدار را قطع می کند. اساس عملکرد بیمتال بر تفاوت ضریب انبساط فلزات مختلف استوار است.
برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد ساختار و عملکرد این کلید، مقاله “بیمتال چیست؟” را ببینید.
رله اضافه بار بی متال، با توجه به محل قرارگیری و شرایط نامی مدار، انتخاب می شود. در غیر اینصورت بدیهی است که عملکرد درستی نخواهد داشت.
اهمیت انتخاب صحیح بیمتال
خطای اضافه جریان در تجهیزات الکتریکی به دو دسته اتصال کوتاه و اضافه بار تقسیم میشوند. اتصال کوتاه به معنی اتصال سیمهای برق دار به همدیگر و یا به زمین است. وقوع این حالت سبب عبور جریان شدید از مدار میشود. این جریان توسط کلید مینیاتوری یا فیوز شناسایی شده و مدار قطع خواهد شد.
منشأ خطای اضافه بار معمولاً غیرالکتریکی است. از جمله عوامل وقوع این خطا می توان به اعمال بار بیش از حد به موتور الکتریکی، آسیب دیدن بلبرینگ ها و …. اشاره کرد. بیمتال به منظور حفاظت از مدار در برابر اضافه بار مورد استفاده قرار می گیرد. خطای اضافه بار افزایش دمای تجهیزات الکتریکی و موتورها را به همراه دارد و موجب کاهش عمر آنها خواهد شد.
با توجه به اهمیت حفاظت از موتور در برابر اضافه بار حرارتی، انتخاب دقیق تجهیزات حفاظتی بسیار حائز اهمیت است. در این راستا انتخاب بیمتال مناسب نیز از اهمیت بالایی برخوردار است. عدم تطابق کلید با نیازهای حفاظتی پروژه می تواند موتور را در معرض آسیب قرار دهد. به عنوان مثالی از اهمیت این عملکرد، اگر سرعت عکس العمل بیمتال به افزایش جریان، از سرعت افزایش جریان کمتر باشد، طول عمر تجهیزات کاهش می یابد.
پارامترهای مهم در انتخاب بیمتال
برای انتخاب رله بی متال مناسب، لازم است عوامل زیر را در نظر بگیرید:
محدوده جریان
جریان نامی، از جمله مهمترین پارامترهای عملکردی مدار است. بیمتال انتخاب شده باید بتواند عبور جریان بیشتر از جریان نامی را تشخیص دهد. بنابراین محدوده تنظیم جریان بیمتال باید با جریان نامی دستگاه یا مداری که قرار است از آن محافظت کند، مطابقت داشته باشد.
ولتاژ نامی
منظور از ولتاژ نامی، حداکثر ولتاژی است که کنتاکت های اصلی و کمکی رله می توانند تحمل کنند. ولتاژ نامی بیمتال باید بالاتر یا مساوی ولتاژ تغذیه دستگاه یا مدار در نظر گرفته شود.
حساسیت و زمان پاسخ
در انتخاب بیمتال به حساسیت و زمان پاسخ مورد نیاز برنامه توجه کنید. حساسیت بیمتال به میزان تغییر دمای مورد نیاز برای فعال شدن رله اشاره دارد. از سوی دیگر زمان پاسخ نشان دهنده زمان صرف شده برای تغییر وضعیت کنتاکت های رله است. در کاربردهایی که امکان عبور جریان های بالا وجود دارد، از یک بی متال با ضریب انبساط دمایی (حساسیت) بالا استفاده می شود تا از عملکرد سریع و مطمئن بریکر اطمینان حاصل کنند. برعکس، در کاربردهایی که جریان عبوری کم مورد انتظار است، از بیمتال با حساسیت کمتر استفاده می شود تا از قطع کاذب مدار جلوگیری شود.
تعداد کنتاکت های کمکی رله که کنتاکت هایی هستند که می توانند برای اهداف سیگنالینگ یا قفل کردن استفاده شوند. تعداد مخاطبین کمکی به برنامه و طرح کنترل شما بستگی دارد.
در اینجا مثالی از نحوه انتخاب رله دو فلزی آورده شده است:
فرض کنید می خواهید از یک موتور سه فاز با جریان نامی 18 A و ولتاژ تغذیه 400 ولت AC محافظت کنید. همچنین میخواهید از یک کنتاکتور برای کنترل موتور استفاده کنید و یک چراغ نشانگر برای نشان دادن زمان بارگذاری بیش از حد موتور داشته باشید.
می توانید رله دو فلزی را با مشخصات زیر انتخاب کنید:
محدوده تنظیم: 16 … 20 A
کلاس سفر: 10
ولتاژ عملیاتی نامی: 690 ولت AC
تعداد قطب: 3
تعداد کنتاکت های کمکی: 1 NO و 1 NC
می توانید جریان تنظیم رله را روی 18 A تنظیم کنید و آن را به صورت سری به موتور و کنتاکتور متصل کنید. همچنین می توانید کنتاکت کمکی NO را به چراغ نشانگر و کنتاکت کمکی NC را به سیم پیچ کنتاکتور متصل کنید. به این ترتیب هنگامی که موتور بیش از حد بار می شود، رله قطع می شود و کنتاکت های اصلی را باز می کند و برق موتور و کنتاکتور را قطع می کند. کنتاکت کمکی NO بسته می شود و چراغ نشانگر را روشن می کند، در حالی که کنتاکت کمکی NC باز می شود و از بسته شدن مجدد کنتاکتور تا زمان تنظیم مجدد رله جلوگیری می کند.
مشخص کردن جریان بیمتال بر مبنای جریان نامی الکتروموتور، نحوه نصب بیمتال و نحوه ریست شدن (خودکار یا دستی) در انتخاب رله حرارتی بسیار حائز اهمیت است.
تعیین جریان بیمتال :
عملکرد بی متال میبایست مطابق استاندارد باشد. برای مثال:
- در لحظهی راهاندازی موتور، چند برابر جریان نامی از شبکه کشیده میشود که به جریان هجومی موسوم است. بیمتال در این هنگام، نباید عمل کند. بنابراین، همهی بیمتالها میبایست تاخیر زمانی داشته باشند در غیر اینصورت یک موتور، هیچ گاه روشن نخواهد شد.
- در شرایط نامی، هرگز عمل نکند.
- در صورتی که 5% بیشتر از جریان تنظیم شده روی بیمتال، برای مدت زمان بیش از دو ساعت از مدار عبور کند، میبایست بیمتال مدار را قطع کند.
- در صورتی که جریان گذرنده به میزان 20% بیشتر از جریان تنظیم شده روی بیمتال باشد، میبایست بیمتال در کمتر از دو ساعت عمل کند.
- در صورتی که جریان گذرنده به میزان 50% بیشتر از جریان تنظیم شده روی بیمتال باشد، میبایست بیمتال در کمتر از دو دقیقه عمل کند.
- در صورتی که جریان گذرنده 6 برابر جریان تنظیم شده روی بیمتال باشد، میبایست بیمتال در مدت زمان بیش از 2 ثانیه برای راهاندازی معمولی و بیش از 5 ثانیه برای راهاندازی های سخت مدار را قطع کند.
به وسیلهی پیچ تغییر رنج جریان، میتوان جریان بیمتال را مطابق با جریان نامی موتور که روی پلاک آن درج شده است، تنظیم کرد.
برند بیمتال
شرکت های زیمنس، ABB، اشنایدر، LS و هیوندای از تولید کنندههای بزرگ بیمتال هستند.
در صورتی که کنتاکتور و بیمتال استفاده شده از دو برند متفاوت باشند میتوان از پایههای نصب مستقل استفاده کرد. بهتر است برای کاهش پیچیدگی مدار و فضای نصب؛ همیشه از تجهیزات با برند و مدل یکسان استفاده کرد.
بیمتال زیمنس
شرکت زیمنس یکی از مشهورترین تولیدکنندگان بیمتال میباشد. بی متال زیمنس دارای تنوع زیادی است و به عنوان محافظ موتور در مقابل اضافه جریان به کار میرود. بی متال زیمنس در آمپرهای مختلف در بازار موجود هستند. بیمتال زیمنس با سایر تجهیزات و وسایل سازگار میباشد و محدودهی جریان آن از ۰٫۱۱ تا ۱۰۰ آمپر میباشد. همچنین دارای دقت و حساسیت بالایی است.
کلام آخر
جهت انتخاب صحیح بیمتال ابتدا باید جریان نامی الکتروموتور، نحوه نصب، برند و رنج کلید مینیاتوری را تعیین کنیم. بیمتال یکی از تجهیزات حفاظتی است که انتخاب درست آن نیازمند داشتن اطلاعات فنی و کافی از آن است.
سرعت عملکرد فیوز نسبت به بیمتال بسیار بیشتر است اما فیوز قابلیت تنظیم شدن را ندارد در حالی که بیمتال از این قابلیت برخوردار است. در واقع هردو محافظ مدار هستند اما فیوز تجهیزات را در برابر جریان اضافی و اتصال کوتاه محافظت میکند در صورتی که بیمتال تجهیزات را در مقابل اضافه بار محافظت میکند. تعیین جریان نامی الکتروموتور، نحوه نصب بیمتال در محل مورد نظر و نحوه ریست شدن بیمتال در انتخاب رله حرارتی نقش اساسی دارد.