کلید حرارتی زیمنس
کلید حرارتی زیمنس از جمله تجهیزات حفاظتی و سوییچینگاست که برای حفاظت از الکتروموتورهادر محیط های صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. کلید حرارتی زیمنس از جمله محصولات مرتبط با خانواده SIRIUS زیمنس است که طیف گسترده ای از محصولات را شامل می شوند. از جمله اعضای این خانواده می توان به کنتاکتور، بی متال، تجهیزات قطع و وصل مدار مانند شاسی ها و سافت استارتر اشاره کرد. در ادامه به بررسی کلید حرارتی زیمنس و کاربردهای آن می پردازیم.
کلید حرارتی چیست؟
بریکر محافظ موتور (MPCB) یا کلید حرارتی، یک دستگاه الکترومکانیکی ساده است که موتور الکتریکی را در برابر اتصال کوتاه، اضافه بار، نوسانات جریان ورودی یا وقفه های برنامه ریزی نشده مدار اصلی محافظت می کند. وقفه های برنامه ریزی نشده می تواند شامل خطاهای خط و افت فاز یا عدم تعادل موتورهای سه فاز باشد
با استفاده از این کلید می توان حفاظت بدون فیوز را پیاده سازی کرد. در این روش موتورها خیلی سریع خاموش و از آسیب دیدن آن ها جلوگیری می شود. این کلید در صورت بروز اتصال کوتاه، مدار را قطع و بار را خاموش می کند (درست مشابه عملکرد کلید مینیاتوری).
کلید های حفاظت موتور قابلیت قطع زیر بار را دارند و برای کنترل مدار انواع موتور الکتریکی، ژنراتور ها و پست های فشار ضعیف مورد استفاده قرار می گیرد. این دستگاه به صورت همزمان حفاظت مدار در برابر اتصال کوتاه و اضافه بار را انجام می دهد و نیاز مدار به بی متال و کلید اتوماتیک را مرتفع می کند. چنانچه براساس شرایط پروژه به حفاظت بیشتری نیاز باشد، از بی متال در پایین دست کلید حفاظت موتور زیمنس استفاده می شود.
اگر نیاز به آشنایی بیشتر با این تجهیزات دارید، مقاله
“نکات ریز و درشت درباره کلید حرارتی” را مطالعه کنید.
حفاظت از موتور با کلید حرارتی زیمنس
کلید حرارتی قادر است موتور را در برابر وقوع 4 خطای رایج حفاظت کند. حفاظت از موتور در برابر اضافه بار، اتصال کوتاه، عدم تعادل بار و قطع فاز توسط این کلیدها انجام می شود. مکانیزم مقابله با هر یک از این خطاها در ادامه تشریح شده است.
حفاظت موتور در برابر اتصال کوتاه
اتصال کوتاه جدی ترین و خطرناک ترین وضعیتی است که باید از موتور در برابر آن حفاظت کنیم. منظور از اتصال کوتاه، تماس بین دو فاز یا بین یک فاز با نول یا زمین است. وقوع اتصال کوتاه در یک سیستم دلایل مختلفی می تواند داشته باشد. به عنوان مثال این وضعیت ممکن است به صورت تصادفی یا به دلیل از بین رفتن عایق در اثر پیری طبیعی و یا آسیب جریان بیش از حد به سیم ها رخ دهد. در اثر اتصال کوتاه، جریان بسیار بزرگی از مدار عبور می کند که می تواند به موتورها و … آسیب برساند.
در زمان وقوع اتصال کوتاه، مکانیزم محافظ مغناطیسی کلید حرارتی زیمنس وارد عمل شده و بلافاصله برق را قطع می کند. این بخش از کلید حرارتی عملکردی مشابه کلید مینیاتوری زیمنس دارد.
حفاظت از اضافه بار
اضافه بار یک وضعیت پیش بینی نشده است که حرارت موتور را افزایش می دهد. در این حالت موتور با جریانی بالاتر از جریان نامی به کار ادامه می دهد. اضافه بار به دلایل مختلفی ممکن است رخ بدهد. برای کنترل این وضعیت، از رله اضافه بار بیمتال می توان استفاده کرد. کلید حرارتی زیمنس با مکانیزمی مشابه رله بیمتال موتور را از اضافه بار حفظ می کند.
عدم تعادل بار
کلید حرارتی برای حفاظت از موتورهای سه فاز تولید شده است (اگرچه با در نظر گرفتن برخی تمهیدات می توان برای موتورهای تکفاز نیز از این کلیدها استفاده کرد). یکی از شرایط عملکرد صحیح موتور در یک مدار سه فاز، تعادل ولتاژ است. به دلیل یکسان بودن مقاومت سیم پیچ موتور سه فاز، تنها در صورت تعادل ولتاژ شاهد تعادل جریان عبوری از سیم پیچ ها و در نتیجه عملکرد صحیح موتور خواهیم بود.
عدم تعادل بار به هر دلیلی که اتفاق بیافتد به موتور آسیب می رساند.کلید حرارتی زیمنس در صورت وقوع عدم تعادل بار، منبع تغذیه را از موتور جدا و از آن محافظت کند.
خطای قطع فاز
از جمله خطاهای دیگری که لازم است موتور را در برابر آن محافظت کنیم، قطع فاز است. به منظور عملکرد صحیح موتور و تولید خروجی کارآمد، لازم است ولتاژ متعادل روی هر سه فاز به موتور داده شود. قطع فاز یعنی بنا به دلایلی ولتاژ یکی از سه فاز صفر شده است.
در چنین شرایطی احتمال سوختن سیم پیچ های موتور بسیار زیاد است. اما کلید حرارتی زیمنس به کمک مکانیزم حفاظت در برابر اضافه بار موتور را در برابر قطع فاز حفاظت می کند.
تفاوت کلید حرارتی زیمنس و بیمتال
کلید حرارتی به صورت همزمان عملیات تشخیص اضافه بار و اتصال کوتاه و همچنین قطع مدار را انجام می دهد به عبارت بهتر این دستگاه در آن واحد هم یک بریکر است و هم یک بی متال. دو تفاوت اساسی بیمتال و کلید حرارتی به شرح زیر است:
- بی متال اغلب به منظور حفاظت از مدار فرمان مورد استفاده قرار می گیرد و در صورت تشخیص خطا، مدار فرمان را قطع می کند. اما بریکر حرارتی زیمنس مستقیما مدار قدرت سه فاز و در نتیجه موتور را قطع می کند.
- کلید حرارتی زیمنس مدار را در برابر خطای اضافه بار حرارتی و و اضافه بار مغناطیسی (اتصال کوتاه) محافظت می کند. اما بی متال تنها قادر است مدار را در برابر اضافه بار حرارتی محافظت کند.
برای اطلاعات بیشتر درباره بی متال،
مقاله “بی متال چیست و چه کاربردهایی دارد” را مطالعه فرمایید
مشخصات کلید حرارتی زیمنس
کلید حرارتی زیمنس در مدل های متنوعی تولید و به بازار عرضه می شود. MPCB ها نیز مانند سایر تجیهزات فشار ضعیف زیمنس، کد گذاری اختصاصی دارند. به صورت کلی کلیدهای حرارتی زیمنس با پیش کد یا سری 3RV شناخته می شوند. تنوع های مختلفی از این کلیدها وجود دارد. زیمنس این کلیدها را براساس کاربردها و محل استفاده در گروه های زیر دسته بندی کرده است:
در تصویر بالا MPCB زیمنس به دو گروه کاربردهای موتوری و سایر کاربردها تقسیم شده است. در ایران بصورت خاص کلید حفاظت موتور سری 3RV20 در بازار موجود است. این کلید ها در سایز های استانداردS00, S0, S2, S3 تولید و عرضه می شوند. تفاوت ابعاد، سبب تفاوت جریان نامی ابعاد مختلف این کلیدها شده است:
- سایز S00 حداکثر تا جریان 16 آمپر
- سایز S0 حداکثر تا جریان 40 آمپر
- سایز S2 حداکثر تا جریان80 آمپر
- سایز S3 تا جریان حداکثر 100 آمپر
را پوشش می دهند. چنانچه نیاز به حفاظت از مداری با جریان بالاتر از 100 آمپر را دارید، از کلید اتوماتیک زیمنس استفاده کنید. MCCB های زیمنس تا جریان 1000 آمپر نیز در دسترس و قابل سفارش هستند. لازم به ذکر است عموما در کنار کلید حرارتی از یک بیمتال نیز به منظور ارتقای سطح حفاظت از مدار استفاده می شود. در جدول زیر می توانید مشخصات سری های مختلف کلید حرارتی زیمنس را مشاهده کنید.
دانلود کاتالوگ كليد حرارتی زیمنس
ویژگی های ظاهری
به طور کلی 7 ویژگی ظاهری را می توان برای کلید حرارتی زیمنس بیان کرد که در شکل زیر نیز قابل مشاهده هستند:
- کلید روتاری کنترل دستی مدار: این کلید گردان در جلو کلید قرار دارد و در دو حالت روشن و خاموش قابل تنظیم است (شماره 2).
- ولوم تنظیم جریان: کلیدهای حرارتی عموما یک رنج جریان دارند. به کمک این ولوم می توان جریان نامی کلید را تنظیم کرد. بهتر است این جریان 10 درصد بیشتر از جریان نامی موتور در نظر گرفته شود (شماره 7).
- کلید تست: این کلید به منظور تست عملکرد صحیح کلید و نوار تریپ در نظر گرفته شده است (شماره 6).
- ترمینال های ورودی: این ترمینال ها به منبع تغذیه متصل می شوند (شماره 1).
- ترمینال های خروجی: جهت اتصال موتور به کلید حرارتی (شماره 5).
- لیبل یا برچسب: کد اختصاص یافته در پروژه به این دستگاه بر روی آن نوشته می شود (شماره 3)
- محل نصب کنتاکت های کمکی که در جلو یا بغل تعبیه شده اند (شماره 4).
نحوه انتخاب راه انداز موتور زیمنس
برای انتخاب صحیح موتور استارتر پروتکتور زیمنس از راهنمای انتخاب کلید حرارتی زیمنس یا اصطلاحا کُردینیشن زیمنس استفاده می شود.
در این راهنما زیمنس راهکارهای متفاوتی بسته به نوع کاربرد ارائه می دهد و برای هر راهکار، تجهیزات مورد نیاز را نیز معرفی می کند. به عنوان مثال برای کنترل یک موتور با توان مشخص از چه کلید حرارتی، چه کنتاکتور و یا چه بی متالی باید استفاده کنید. نکته مهمی که در انتخاب تجهیزات باید مد نظر قرار دهید، سایز یکسان تجهیزات است.
شما می توانید در مقاله “راهنمای خرید انواع کلید حرارتی زیمنس” نکات مختلف برای انتخاب بهتر این کلیدها را مطالعه نمایید.
لوازم جانبی کلید حرارتی زیمنس
به منظور گسترش عملکرد و افزودن برخی از ویژگی های اضافی به کلید، از تجهیزات جانبی استفاده می شود. مهمترین تجهیزات جانبی کلید حرارتی عبارتند از:
کنتاکت کمکی (Auxiliary Contact)
اگر بخواهید همزمان با قطع و وصل کلید حرارتی، تجهیزات دیگری را نیز کنترل کنید، باید از کنتاکت کمکی استفاده کنید. کنتاکت کمکی از پهلو یا جلو به MPCB متصل می شود. این کنتاکت ها به صورت تکی و دوتایی موجود هستند و در بخش فرمان مدار مورد استفاده قرار می گیرند.
رله شنت (Shunt Relay)
گاهی اوقات شرایط پروژه اقتضا می کند که وصل بودن کلید حرارتی منوط به برقراری شرایط خاصی باشد. در این شرایط از رله شنت استفاده می شود. این رله از پهلو به کلید حرارتی متصل می شود. اعمال ولتاژ به بوبین رله شنت سبب عملکرد رله و قطع شدن کلید حرارتی می شود. به عنوان مثال از این رله می توان به منظور حفاظت سیستم در برابر آتش سوزی استفاده کرد.
با اتصال کنتاکت باز یک سنسور به رله شنت، در صورت شناسایی و عمل کردن سنسور، رله شنت فعال شده و کلید حرارتی را به حالت قطع می برد.
رله آندر ولتاژ (Under Voltage Relay)
رله آندر ولتاژ در صورتی اجازه قطع و وصل شدن را به کلید حرارتی زیمنس می دهد که تغذیه بوبین آن برقرار باشد. با قطع تغذیه بوبین رله، کلیدهای حرارتی نیز قطع می شوند. این رله از پهلو به کلید حرارتی متصل می شود.
کنتاکت کمکی خطا (Trip-Indicating Auxiliary Contact)
در صورتی که کلید حرارتی بعد از تشخیص خطای اضافه بار به حالت تریپ برود، این کنتاکت عمل می کند. کنتاکت خطا از پهلو به کلید حرارتی متصل می شود. نکته مهمی که باید مد نظر قرار دهید عدم فعال شدن کنتاکت خطا در صورت قطع و وصل شدن دستی کلید حرارتی است.
جدول زیر تعداد و نوع تجهیزات جانبی قابل نصب بر روی یک کلید حرارتی را نشان می دهد.
قیمت کلید حرارتی زیمنس
قیمت کلیدهای حفاظت موتوری زیمنس در بازار ایران ،به دلیل وارداتی بودن، به قیمت ارز وابسته است. اما قیمت ارز تنها مولفه تاثیر گذار بر قیمت این تجهیزات نیست. تعرفه های گمرکی و هزینه های حمل و نقل در کنار موجودی کالا در بازار از دیگر پارامترهای اثر گذار در این زمینه هستند.
علاوه بر این مشخصات فنی کلید حرارتی نیز بر قیمت آن تاثیر گذار است. این مشخصات شامل رنج جریان نامی، توان کلید و ابعاد یا سایز استاندارد آن می شود.
سوالات متداول
کلید حرارتی چیست؟
کلید حرارتی یک کلید الکترومکانیکی است که موتور را در برابر اضافه بار، اتصال کوتاه و قطع فاز حفاظت می کند.
تفاوت کلید حرارتی با بیمتال چیست؟
کلید حرارتی و بیمتال سه تفاوت اساسی با هم دارند:
- بیمتال در مدار فرمان نصب می شود ولی کلید حرارتی در مدار قدرت استفاده می شود
- کلید حرارتی به صورت همزمان فرآیند تشخیص خطا و قطع مدار را انجام می دهد. اما بیمتال صرفا خطا را تشخیص می دهد و مدار به وسیله کنتاکتور قطع می شود.
- بیمتال تنها قادر است خطاهای مربوط به اضافه بار را تشخیص دهد، در صورتی که کلید حرارتی خطای اتصال کوتاه را نیز تشخیص می دهد.
نصب کلید حرارتی چگونه است؟
نصب کلید حرارتی یک گامی حیاتی در تضمین عملکرد ایمن و کارآمد موتورهای الکتریکی است. اما همانقدر که حضور کلید حرارتی در یک مدار مهم است، نصب صحیح آن نیز از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. با توجه به نکات و دستورالعمل های ارائه شده در مقاله “راهنمای گام به گام نصب کلید حرارتی” می توانید اطمینان حاصل کنید که نصب کلید حرارتی به درستی انجام شده است.