کلید حرارتی زیمنس، محافظ مطمئن موتور
کلید حرارتی زیمنس از جمله تجهیزات حفاظتی است که به صورت ویژه برای حفاظت از موتور الکتریکی طراحی شده است. این کلید در دسته بریکرها و از اعضای خانواده SIRIUS زیمنس است. سایر تجهیزات فشار ضعیف زیمنس از قبیل کنتاکتور، کلید اتوماتیک، کلید مینیاتوری و سافت استارتر نیز از اعضای این خانواده هستند.
بروز خطا در مدار الکتریکی به دلایل مختلفی رخ می دهد و اجتناب ناپذیر است. به همین دلیل حفاظت از مدار ضروری است. موتور الکتریکی کاربرد گسترده ای در صنایع مختلف دارد. این تجهیزات نیز در معرض بروز خطا قرار دارنند. با توجه به اهمیت حفاظت از موتورها، استفاده از تجهیزات حفاظتی مطمئن و قابل اعتماد ضروری است.
کلید حرارتی زیمنس با قابلیت اعتماد بالا در 4 فریم سایز مختلف عرضه می شود. حداکثر جریان این بریکرها 100 آمپر است. این بریکرها در برابر وقوع 4 نوع خطای رایج از موتور محافظت می کند. خطاهای اضافه بار، اتصال کوتاه، عدم تعادل بار و قطع فاز توسط این بریکرها قابل تشخیص است. با بررسی بیشتر و بیان کاربردهای این بریکرها همراه من باشید.
مقدمه ای بر کلید حرارتی
بریکر محافظ موتور (MPCB) یا کلید حرارتی، یک دستگاه الکترومکانیکی ساده است که موتور الکتریکی را در برابر برخی خطاهای رایج محافظت می کند. بسته به برند تجهیزات و سری تولید، نوع خطاهای قابل تشخیص توسط MPCB متفاوت است. به عنوان مثال کلید حرارتی زیمنس قادر به تشخیص خطاهای اتصال کوتاه، اضافه بار، نوسانات جریان ورودی یا وقفه های برنامه ریزی نشده مدار اصلی است. وقفه های برنامه ریزی نشده مدار شامل خطاهای خط، افت فاز یا عدم تعادل فاز برای موتورهای سه فاز می شود.
کلید حرارتی یکی از تجهیزات حفاظتی زیمنس است که امکان پیاده سازی حفاظت بدون فیوز را فراهم می کند. مزیت این روش نسبت به حفاظت فیوزی، خاموش شدن سریع موتور و جلوگیری از آسیب دیدن آن است. کلید حرارتی در صورت بروز اتصال کوتاه، مدار را قطع و موتور را خاموش می کند. این عملکرد توسط سایر بریکرها از جمله کلید مینیاتوری زیمنس نیز انجام می شود.
کلید حرارتی قابلیت قطع زیر بار را دارد. این بریکر به صورت همزمان حفاظت مدار در برابر اتصال کوتاه و اضافه بار را انجام می دهد. بنابراین نیاز مدار به بیمتال و کلید اتوماتیک را مرتفع می کند. اگرچه باید به این نکته توجه کرد که رنج جریان کلید حرارتی زیمنس حداکثر تا 100 آمپر است.
در کاربردهای جریان بالا از کلید اتوماتیک زیمنس استفاده می شود. مهمترین تفاوت کلید حرارتی و کلید اتوماتیک در رنج جریان آن ها است.
برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد این بریکرها مقاله “کلید حرارتی چیست؟” را مطالعه کنید.
مشخصات کلید حرارتی زیمنس
کلید حرارتی زیمنس به صورت ویژه جهت حفاظت از موتور الکتریکی عرضه شده است. این بریکرها نیز مانند سایر تجهیزات فشار ضعیف زیمنس، کد گذاری اختصاصی دارند. همه سری های حرارتی زیمنس با پیش کد 3RV نامگذاری می شوند. این بریکرها انواع مختلفی دارند و براساس کاربردها و محل استفاده در گروه های زیر دسته بندی می شوند:
کلید حرارتی در کاربردهای مختلفی مورد استفاده قرار می گیرد. مطابق تصویر بالا، MPCB زیمنس براساس کاربرد به دو گروه محافظت از موتور و سایر کاربردها تقسیم می شوند. از بین سری های مختلف حفاظت از موتور، تنها سری 3RV20 در بازار ایران موجود است.
ابعاد و رنج توان کلید حرارتی زیمنس
رنج کلید حرارتی زیمنس از نکات بسیار مهمی است که باید مورد توجه قرار بگیرد. این بریکرها در 4 سایز استاندارد S00, S0, S2, S3 تولید می شوند. رنج جریان سایزهای مختلف MPCB زیمنس متفاوت و به شکل زیر 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
چنانچه نیاز به حفاظت از مداری با جریان بالاتر از 100 آمپر را دارید، از کلید اتوماتیک زیمنس استفاده کنید. 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 مشخصات سری های مختلف کلید حرارتی زیمنس با هم مقایسه شده است:
دانلود کاتالوگ كليد حرارتی زیمنس
ساختار کلید حرارتی زیمنس
به طور کلی کلید حرارتی زیمنس دارای 7 بخش اصلی است. شکل زیر نمایی از این بریکرها را به تصویر کشیده است.
- کلید کنترل دستی از نوع روتاری: این کلید گردان در جلو کلید قرار دارد و در دو حالت روشن و خاموش قابل تنظیم است (شماره 2). در برخی از نمونه های کلید حرارتی سایر برندها و در جریان های پایین، این کلید از نوع فشاری است. اما همه سری های حرارتی زیمنس کلید روتاری دارند.
- پتانسیومتر تنظیم جریان: کلیدهای حرارتی زیمنس دارای یک رنج جریان هستند. جریان نامی کلید به کمک این پتانسیومتر تنظیم می شود. توصیه می شود جریان نامی کلید به اندازه 10 درصد بیشتر از جریان نامی موتور در نظر گرفته شود (شماره 7).
- کلید تست: به منظور اطمینان از عملکرد صحیح بریکر، امکان تست عملکرد برای آن در نظر گرفته شده است. با فشردن کلید شماره 6 ، وقوع خطا در مدار شبیه سازی شده و کلید مدار را قطع می کند. عدم قطع مدار با فشردن کلید تست، به معنای عملکرد نادرست کلید حرارتی است.
- 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: در هر تابلو برق تعداد زیادی بریکر، کنتاکتور، پی ال سی و … نصب می شود. جهت شناسایی و دسترسی راحت به هر کدام از این تجهیزات، یک کد انحصاری به آن ها اختصاص داده می شود. کد اختصاص داده شده به کلید روی این لیبل نوشته می شود. (شماره 3)
- به منظور افزایش قابلیت های کلید حرارتی، امکان نصب تجهیزات جانبی برای آن در نظر گرفته شده است. محل نصب نصب این تجهیزات در جلو یا بغل کلید تعبیه می شود (شماره 4).
حفاظت از موتور با کلید حرارتی زیمنس
انواع گوناگونی از کلیدهای حرارتی در بازار موجود است. هر کدام از این کلیدها، در برابر خطاهای متفاوتی از مدار محافظت می کنند. کلید حرارتی زیمنس در برابر وقوع 4 خطای رایج و مهم از موتور حفاظت می کند. این خطاهای مهم عبارتند از:
- اضافه بار
- اتصال کوتاه
- عدم تعادل بار
- قطع فاز
پس از تشخیص وقوع هر یک از این خطاها، مدار قطع می شود. مکانیزم تشخیص خطاهای مختلف با هم متفاوت است. در ادامه به بررسی بیشتر انواع خطا خواهیم پرداخت.
حفاظت از موتور در برابر اتصال کوتاه
اتصال کوتاه جدی ترین و خطرناک ترین خطای الکتریکی است. در اثر اتصال کوتاه، جریان بسیار بزرگی از مدار عبور می کند که می تواند به موتورها و … آسیب برساند. وقوع آتش سوزی از دیگر نتایج وقوع این خطا است. منظور از اتصال کوتاه، تماس بین دو فاز یا بین یک فاز با نول یا زمین است.
اتصال کوتاه به دلایل مختلفی ایجاد می شود. به عنوان مثال:
- برخورد تصادفی سیم های فاز و نول در اثر خطای انسانی
- از بین رفتن عایق سیم ها در اثر پیری طبیعی
- آسیب جریان بیش از حد به سیم ها
وقوع اتصال کوتاه توسط مکانیزم مغناطیسی کلید حرارتی تشخیص داده می شود. پس از تشخیص خطا، مدار بلافاصله قطع می شود. این مکانیزم شامل یک سیم پیچ و هسته مغناطیسی است. در صورت بروز اتصال کوتاه، جریان عبوری از مدار ظرف چند میلی ثانبه ده ها برابر می شود. این افزایش جریان سبب مغناطیسی شدن سیم پیچ و جذب هسته می شود. هسته به بخش متحرک تیغه اصلی متصل است.
با جابجایی هسته و در نتیجه تیغه، مسیر جریان باز شده و مدار قطع می شود. مکانیزم الکترومغناطیسی در انواع بریکرها از جمله کلید مینیاتوری زیمنس و کلید اتوماتیک نیز تعبیه شده است.
جزئیات بیشتر در مورد عملکرد این مکانیزم را در مقاله تریپ یونیت کلید اتوماتیک ببینید.
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. خطای اضافه بار نیز به دلایل مختلفی ممکن است رخ بدهد. برای کنترل این وضعیت، از بیمتال می توان استفاده کرد. کلید حرارتی زیمنس با مکانیزمی مشابه بیمتال خطای اضافه بار را تشخیص می دهد. پس از تشخیص خطا مدار قطع شده و موتور خاموش می شود.
عدم تعادل بار
کلید حرارتی به صورت کلی برای حفاظت از موتورهای سه فاز تولید شده است. اگر چه با در نظر گرفتن برخی تمهیدات می توان برای موتورهای تکفاز نیز از این بریکر استفاده کرد. برای عملکرد صحیح موتور در مدار سه فاز، تعادل بار یا ولتاژ ضروری است. عدم تعادل بار سبب عملکرد نامتقارن موتور می شود.
مقاومت سیم پیچ های موتور سه فاز یکسان است. بنابراین طبق قانون اهم 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 دلایل مختلفی ممکن است اتفاق بیافتد. وقوع این وضعیت به موتور آسیب می رساند. کلید حرارتی زیمنس قادر است عدم تعادل بار را تشخیص داده و مدار را قطع 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 فازها صفر شده باشد.
در چنین شرایطی موتور به کار خود ادامه می دهد اما احتمال سوختن سیم پیچ ها بسیار زیاد است. با استفاده از کلید حرارتی زیمنس موتور در برابر قطع فاز نیز محفاظت می شود. این خطا توسط مکانیزم تشخیص اضافه بار شناسایی می شود.
تفاوت کلید حرارتی زیمنس و بیمتال
کلید حرارتی به صورت همزمان خطاهای اضافه بار و اتصال کوتاه را تشخیص می دهد و قادر است مدار را قطع کند. به عبارت بهتر در آن واحد هم بریکر و هم بی متال است.به بیان دیگر دو تفاوت اساسی بین بیمتال و کلید حرارتی وجود دارد:
- بیمتال اغلب به منظور حفاظت از مدار فرمان مورد استفاده قرار می گیرد و در صورت تشخیص خطا، مدار فرمان را قطع می کند. اما کلید حرارتی مستقیما مدار قدرت سه فاز را قطع و در نتیجه موتور را خاموش می کند.
- کلید حرارتی زیمنس مدار را در برابر خطای اضافه بار و اتصال کوتاه محافظت می کند. اما بیمتال تنها در برابر اضافه بار از مدار محافظت می کند.
برای اطلاعات بیشتر درباره بی متال،
مقاله “بی متال چیست و چه کاربردهایی دارد” را ببینید.
راهنمای انتخاب کلید حرارتی زیمنس
اهمیت حفاظت از مدار الکتریکی در برابر خطاها بر کسی پوشیده نیست. این مهم به کمک تجهیزات حفاظتی مختلف به انجام می رسد. اطمینان از عملکرد صحیح تجهیزات حفاظتی تابع چند عامل مهم است:
- انتخاب نوع مناسب بریکر متناسب با نیاز مدار
- انتخاب بریکر متناسب با مشخصات عملیاتی مدار
- نصب صحیح تجهیزات حفاظتی
برای حفاظت از موتور در رنج جریان کمتر از 100 آمپر، کلید حرارتی زیمنس بهترین انتخاب است. این کلید علاوه بر حفاظت از موتور، امکان راه اندازی آن به صورت دستی را نیز فراهم می کند. چنانچه قصد استفاده از این بریکر مطمئن را دارید، باید از بین نمونه های موجود متناسب با نیاز مدار یکی را انتخاب کنید.
در زمان انتخاب کلید حرارتی توجه به پارامترهای زیر ضروری است:
- نوع و مشخصات عملیاتی موتور
- جریان بار کامل موتور
- شرایط محیطی محل استفاده
- قابلیت های اضافی مورد نیاز
علاوه بر این می توانید از راهنمای انتخاب کلید حرارتی زیمنس یا اصطلاحا کُردینیشن زیمنس استفاده کنید.
دانلود راهنمای انتخاب کلید حرارتی زیمنس
در این راهنما زیمنس راهکارهای متفاوتی بسته به نوع کاربرد ارائه می دهد و برای هر راهکار، تجهیزات مورد نیاز را معرفی می کند. به عنوان مثال برای کنترل یک موتور با توان مشخص از چه کلید حرارتی، کدام کنتاکتور زیمنس و یا چه بی متالی باید استفاده کنید. نکته مهمی که در انتخاب تجهیزات باید مد نظر قرار دهید، سایز یکسان تجهیزات است.
در مقاله راهنمای گام به گام نصب کلید حرارتی، نکات مهمی که در زمان نصب باید رعایت کنید را بررسی کرده ایم.
لوازم جانبی کلید حرارتی زیمنس
به منظور گسترش عملکرد و افزودن برخی ویژگی های اضافی به تجهیزات صنعتی، از لوازم جانبی استفاده می شود. اغلب تجهیزات فشار ضعیف مورد استفاده در صنایع دارای لوازم جانبی اختصاصی هستند. از آن جمله می توان به لوازم جانبی کنتاکتور و لوازم جانبی کلید اتوماتیک اشاره کرد.
حتی برخی از نمونه های درایو از جمله درایو V20 زیمنس نیز دارای تجهیزات جانبی هستند. کلید حرارتی نیز به منظور افزایش قابلیت ها از لوازم جانبی مختلفی پشتیبانی می کند. مهمترین تجهیزات جانبی کلید حرارتی زیمنس 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 بهMPCB 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 زیمنس را به حالت قطع می برد.
رله آندر ولتاژ (Under Voltage Relay)
رله آندر ولتاژ قابلیت حفاظت از موتور در برابر کاهش ولتاژ را به بریکر اضافه می کند. این رله دارای یک بوبین است که با ولتاژ خط فعال می شود. افت ولتاژ خط سبب کاهش ولتاژ بوبین و در نتیجه قطع تغذیه رله می شود. عملکرد رله آندر ولتاژ به گونه ای است که در صورت غیرفعال بودن، کلید حرارتی را غیر فعال می کند. 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. در واقع وقوع تریپ سبب فعال شدن این کنتاکت می شود. از این کنتاکت جهت گزارش خطا به پی ال سی و سایر تجهیزات کنترلی می توان استفاده کرد. 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.
نصب تجهیزات جانبی روی کلید حرارتی
با وجود تنوع لوازم جانبی، تعداد محدودی از آن ها را می توان روی کلید حرارتی نصب کرد. با توجه به محل نصب، تعداد مجاز هر کدام از تجهیزات جانبی متفاوت است. جدول زیر محل نصب و ابعاد هر کدام از این تجهیزات را شنان می دهد.
خرید کلید حرارتی زیمنس
به منظور بهره مندی از قابلیت اطمینان و عملکرد مطمئن محصولات زیمنس لازم است از نمونه های اصلی و آکبند آن استفاده کنید. با وجود عدم فعالیت نمایندگی زیمنس در ایران، فروشندگان زیادی در سراسر ایران اقدام به عرضه این محصولات می کنند. بنابراین بهترین راهکار جهت اطمینان از عملکرد مطمئن کلید، خرید آن از تامین کننده شناخته شده است.
همین الان انواع مختلف کلید حرارتی زیمنس را از زیمنس کالا سفارش دهید. همه محصولات زیمنس را با ضمانت اصالت و آکبند بودن عرضه می کنیم. علاوه بر این با خرید از زیمنس کالا از خدمات پس از فروش متفاوت ما بهره مند خواهید شد. در صورتی که سوالی برای شما باقی مانده است، با ما تماس بگیرید. مشتاق شنیدن صدای گرمتان هستیم.