حفاظت از موتورهای الکتریکی بسیار مهم است. عملکرد غیرعادی موتورها اگر در حین کارکرد به موقع تشخیص داده نشود منجر به ایرادات الکتریکی و مکانیکی می شود و نمی توان از ادامه کار موتورها جلوگیری کرد. به منظور جلوگیری از خطاهای الکتریکی یا آسیب مکانیکی موتور و توقف خط تولید، لازم است از طریق رله حفاظت از اضافه بار نوع حرارتی یا الکتریکی، عملکرد غیرعادی موتورها تشخیص داده شود.
در اثر عبور جریان از بی متال، دو فلز گرم شده و طول آنها افزایش می یابد. از آنجایی که ضریب انبساط طولی یکی از فلزات بیشتر از دیگری است. دو فلز با هم به سمت فلزی با کمترین ضریب انبساط طولی خم می شوند. در نتیجه مسیر جریان تماس باز شده و مدار قطع می شود.
طرز کار بی متال
در یک رله حرارتی، سه تیغه نصب می شود که یک سیم حامل جریان دور آنها پیچیده شده است. با عبور جریان شارژ اضافی، هادی ها گرم می شوند، گرما به بی متال منتقل می شود و تیغه ها خم می شوند. هر حرکت بی متال به اهرم فشار وارد می کند و هنگامی که اهرم حرکت می کند، یک میکروسوئیچ با کنتاکت انتقال باز و بسته موقعیت خود را تغییر می دهد و مدار فرمان را قطع می کند.
برای سرعت بخشیدن به عملکرد دو فلزی و جلوگیری از جرقه زدن و سوختن در محل اتصال، از آهنرباهایی در بالا و زیر تیغه دو فلزی استفاده می شود که نیروی مغناطیسی آنها به بسته شدن سریع اتصال کمک می کند.
معرفی انواع رله
رله یک کلید الکتریکی سریع یا بی‌درنگ است که با کنترل مدار دیگری باز و بسته می شود. نحوه کنترل باز و بسته شدن این کلید الکترونیکی به صورت مکانیکی، حرارتی، مغناطیسی و… می باشد.
از آنجایی که رله می تواند جریان قوی تری نسبت به جریان ورودی ایجاد کند، می توان آن را نوعی تقویت کننده نیز در نظر گرفت. در گذشته رله ها معمولاً از سیم پیچ ساخته می شدند و از جریان الکتریکی برای ایجاد میدان مغناطیسی برای باز و بسته شدن مدار استفاده می شد. امروزه اکثر رله ها حالت جامد دارند و از مواد نیمه هادی ساخته می شوند و هیچ قسمت متحرکی ندارند.
از انواع رله های مورد استفاده در سیستم های توزیع می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- رله کنترل فاز
- رله کنترل ولتاژ
- رله خطای زمین
- رله زمانی (تایمر)
- رله حرارتی (بی متال)
مهم ترین عوامل در قطعی بی متال :
هسته فلزی بی متال، از یک یا دو با ضریب انبساط حرارتی متفاوت تشمیل شده است که با پرچ کردن ، لحیم کاری یا جوشکاری به یکدیگر متصل می شوند. ضریب انبساط یکی از ویژگی های اساسی هر ماده ای است. دو فلز مختلف همیشه سرعت انبساط حرارتی متفاوتی دارند.
در نوار بی متال، دو فلز به به دلیل تفاوت در ضریب انبساط حرارتی هنگام گرم شدن ، خم می شوند. بنابراین تفاوت در این انواع این فلزات و در نتیجه تفاوت در ضریب انبساط آن ها از عوامل اصلی قطعی در بی متال است.
به طور کلی به هر حالت غیرعادی که در عملکرد سیستم رخ دهد خطا می گویند. این شرایط غیرعادی ممکن است شامل اتصال کوتاه، افزایش و کاهش بیش از حد ولتاژ، افزایش و کاهش بیش از حد فرکانس، عبور بیش از حد برق از آنها یا افزایش دمای تجهیزات به دلیل اضافه بار و غیره باشد. اتصال کوتاه یکی از مهم ترین خطاهایی است که در یک شبکه به وجود می آید.
تقریباً در تمام خطاها با اندازه گیری میزان جریان و ولتاژ می توان وقوع خطا را تشخیص داد، در سیستم های حفاظتی در مرحله اول با استفاده از ترانس های ولتاژ و جریان می توان میزان ولتاژ و جریان را به یک سطح کاهش داد که می تواند توسط دستگاه های حفاظتی استفاده شود. در مراحل بعد در صورتی که لازم باشد به وسیلۀ رله های مربوط فرمان مناسب صادر شود.
نحوه عملکرد بی متال
در تاسیسات صنعتی روشن یا خاموش شدن اتوماتیک موتور الزامی است و کنتاکتور با توجه به نوع بار تامین می شود. برای خاموش شدن خودکار موتورها در صورت افزایش دما در محفظه موتور در اثر اضافه بار، رله های حرارتی (غیر فلزی) یا رله های حرارتی مغناطیسی در مدار قرار می گیرند.
یک رله غیر فلزی برای محافظت از موتور الکتریکی در برابر اضافه بار استفاده می شود و به کنتاکتور متصل می شود. بی متال اشنایدر به گونه ای عمل می کند که اگر جریانی بیش از حد تنظیم شده روی بی متال از آن عبور می کند، عمل کرده و مسیر جریان را قطع می کند.
افزایش دما مستلزم زمان طولانی و انتقال حرارت به عنصر حساس است. به همین دلیل در اتصال کوتاه از رله های بدون فلز استفاده نمی شود به دلیل زمان تاخیر زیاد، از رله های مغناطیسی حرارتی استفاده می شود.
مزایای بی متال یا رله حرارتی
- دستگاهی ارزان قیمت است
- دارای عملکرد تنظیم مجدد (دستی یا خودکار)
- موتور را از گرمای بیش از حد محافظت می کند
- دارای محدوده جریان گسترده و قابل تنظیم است
- می توان آن را مستقیماً روی یک کنتاکتور نصب کرد
- برخی از رله های اضافه بار حرارتی دارای دکمه انتخاب کلاس تریپ هستند
- بی متال دارای دکمه تست داخلی است که برای عیب یابی استفاده می شود
کاربرد بی متال چیست؟
در بالا مقاله به قسمت نحوه عملکرد بی متال اشاره کردیم حال کاربرد بی متال به گونه ای است که موتورهای الکترونیکی اغلب بارهای سنگین را تحمل نمی کنند و به سرعت می سوزند و آسیب می بینند. بنابراین برای حل این مشکل از دو فلز مختلف مانند آهن و مس با ضریب انبساط متفاوت به عنوان محافظ استفاده می شود. جالب است بدانید که عملکرد بی متال ها یا رله های حرارتی پوشیده شده با سیم های چند حلقه ای با سه تیغه در آنها، موتور الکترونیک را از آسیب رساندن به موتور محافظت می کند.
نحوه نصب بی متال در زیر کنتاکتور
- نحوه نصب بی متال بسیار آسان است، تنها کاری که باید انجام دهید این است
- تیغه های آن را به خروجی کنتاکتور وصل کرده و مدار فرمان آن را ببندید.
قسمت‌های مختلف یک رلهٔ حرارتی عبارتند از:
- پیچ تنظیم جریان
- پیچ تغییر وضعیت
- دگمهٔ برگشت وضعیت
- تیغه‌های اتصال به کنتاکتور
- ترمینال مشترک مدار فرمان
- ترمینال‌های اتصال به کابل موتور
- ترمینال‌های باز و بستهٔ مدار فرمان
بی متال از چه اجزایی تشکیل شده است؟
رله حرارتی یا بی متال از اجزای مختلفی تشکیل شده اند که ویژگی حرارتی خاصی را ارائه می دهند. بسته به نوع و کاربرد مبدل حرارتی ، قطعات ممکن است متفاوت باشند، اما به طور کلی این اجزا عبارتند از :
عملکرد حرارتی:
این قسمت از دو لایه فلزی مختلف تشکیل شده است که خواص تغیر شکل حرارتی متفاوتی دارند. با افزایش یا کاهش دما ، این لایه خم می شود یا به شکل مخروطی در می آید و یک اتصال الکتریکی ایجاد می کند یا باعث فطع شدن می شود.
کپسول حرارتی:
این کپسول حاوی مواد حساس به دما مانند واکنش گرهای حرارتی است. هنگامی که دما بالا می رود یا کاهش می یابد ، این کپسول خم می شود و به شکل مخروطی در می آید و یک اتصال الکتریکی ایجاد می کند.
سیستم کنترل:
این بخش شامل دستگاه ها و مکانیسم هایی است که از طریق آن ها جریان کل برق کنترل می شود . این ممکن است شامل ترانسفورماتور ها، کلید ها و سایر اجزای الکتریکی باشد.
نتیجه
در این مقاله با دستگاهی به نام رله اضافه بار حرارتی یا بی متال آشنا می شویم. این تجهیزات بر اساس اختلاف ضریب انبساط دو فلز، مدار را از جریان اضافه بار محافظت می کند. این تجهیزات به طور گسترده در مدارهای راه اندازی موتوراستفاده می شود.
ما در مجموعه تخصصی کنترل۲۴ افتخار داریم در این زمینه به مشتریان خود در سراسر کشور خدمت رسانی کنیم و آنها را برای انجام یک خرید موفق یاری کنیم. جهت ثبت سفارش و دریافت مشاوره می توانید با کارشناسان ما از طریق لینک زیر در ارتباط باشید.
