کلید حرارتی

کلید حرارتی یا محافظت موتور با  نام اختصاری (MPCB) یکی از تجهیزات الکترومکانیکی مهم در صنعت برق است که از موتور در برابر نوسانات جریان، اضافه بار و قطعی‌های ناگهانی محافظت می‌کند. افزون بر این، در موتورهای سه‌فاز، حفاظت مناسبی در برابر عدم تعادل فاز، تلفات جریان و خطای زمین ارائه می‌دهد.  

 کلیدهای حرارتی (Motor Protection Circuit Breaker) به کلید حفاظت موتور نیز معروف‌اند. MPCB ها عمدتا برای محافظت از موتورهای الکتریکی طراحی شده‌اند. آن‌ها در شرایط اضطراری مثل اتصال کوتاه، موتور را فورا خاموش می‌کنند. این کلیدها همچنین با مجهز بودن به تاخیر حرارتی، در خنک شدن موتورهای الکتریکی در شرایط دمایی بالا کمک می‌کنند. 

کاربردهای اصلی کلید حرارتی

1. حفاظت حرارتی
2. حفاظت مغناطیسی
3. حفاظت از فاز

نحوه عملکرد کلید حرارتی

سیستم حفاظت حرارتی MPCB از موتور الکتریکی در برابر اضافه بار محافظت می‌کند. این سیستم توسط بی‌متال به کار رفته در کلید انجام می‌شود. بی‌متال از دو فلز که ضریب انبساط متفاوتی دارند، تشکیل می‌شود. اگر جریان برای مدت زمان مشخصی از آستانه از پیش تعیین‌شده فراتر رود، گرمای زیادی به بی‌متال وارد می‌شود.

در اثر گرمای وارد شده، دو فلز ذکر شده منبسط می‌شوند، اما به دلیل تفاوت در ضریب انبساط آن‌ها، بی متال به سمت فلز با ضریب انبساط پایین‌تر خم شده و با تحریک کنتاکت کلید حرارتی، باعث قطع شدن جریان ورودی به موتور می‌شود. این سیستم به جلوگیری از گرمای بیش از حد و آسیب به موتور کمک می کند.

گفتنی‌ست که برای اجازه دادن به جریان‌های اصطلاحا هجومی که هنگام راه‌اندازی موتور اتفاق می‌افتند، یک پاسخ تاخیری در کلیدهای MPCB تعبیه شده است. با این حال، اگر جریان هجومی برای مدت طولانی‌تری تمدید شود و موتور روشن نشود، سیستم حفاظت حرارتی، جریان را قطع می‌کند. 

حفاظت مغناطیسی

حفاظت مغناطیسی از موتور در برابر اتصال کوتاه و خطاهای شدید الکتریکی محافظت می‌کند و بالاترین سرعت قطع را دارد. این حفاظت توسط یک بوبین انجام می‌شود. در زمان‌های عبور جریان ناگهانی، میدان مغناطیسی داخل بوبین افزایش می‌یابد. در نتیجه‌ی این افزایش، بوبین، همانند بی‌متال با تحریک کنتاکت‌های کلید، باعث قطع کلید حرارتی می‌شود. 

حفاظت از فاز

سیستم حفاظت از فاز در کلیدهای حرارتی پیشرفته برای تشخیص افت فاز یا عدم تعادل فاز کارایی دارد. عدم تعادل بیش از دو درصد در ولتاژ فاز باعث کاهش طول عمر و کارایی موتورها می شود. از طرفی، از دست دادن ناگهانی یا غیرمنتظره هر یک از ولتاژهای فاز ممکن است به موتور آسیب بیشتری وارد کند. 

در حالت عدم تعادل فاز، موتور ممکن است به طور مداوم کار کند. اما به طور همزمان جریان از مقدار نامی در دو فاز دیگر تجاوز کند؛ به طوری که باعث سوختن سیم‌پیچی‌های موتور شود. به همین دلیل،MotorProtection Circuit Breaker ها در صورت بروز چنین شرایطی، موتور را خاموش کرده و از آن محافظت می‌کنند.

خرید کلید حرارتی

هر کلید حرارتی دارای جزییاتی همانند رنج تنظیم جریان، جریان نامی، ولتاژ، تک فاز یا سه فاز بودن، نوع کلید قطع و وصل(دکمه‌ای یا کلید گردان) و دمای عملیاتی است. شما می‌توانید مطابق با نیاز خود، کلیدهای حرارتی سایت دامون را بررسی کرده و مناسب‌ترین MPCB را خریداری کنید. 

امکان تنظیم جریان کلید

همه‌ی کلیدهای حرارتی دارای یک دامنه برای تنظیم جریان عبوری هستند. اگه به تصاویر دقت کنید، یک پیچ قابل تنظیم برروی کلیدهای حرارتی تعبیه شده است که به وسیله‌ی آن می‌توان میزان جریان نامی را تغییر داد. رنج جریان در کلیدهای حرارتی معمولا تا 10 درصد بالاتر از جریان نامی است.

مزایای استفاده از کلید حرارتی

1. قابلیت برنامه‌پذیری و کنترل دارند.
2. برای خاموش کردن موتور نیاز به کنتاکتور ندارند. 
3. قابلیت تنظیم دقیق جریان را دارند. 
4. امکان قطع و وصل خودکار در شرایط اضافه بار دارند. 
5. قدرت قطع بالایی دارند.
6. فضای کمتری از تابلو اشغال می‌کنند.
7. قیمت مناسبی دارند. 

تفاوت کلید حرارتی و بی‌متال

کلید حرارتی و بی‌متال، از تجهیزات پرکاربرد در صنعت برق هستند که شباهت‌های عملکردی متعددی دارند. اما کلید حرارتی نسخه‌ی پیشرفته‌تر و تکمیل‌تر بی‌متال است که امکانات و مزایای بیشتری نسبت به آن دارد. 

عدم نیاز به کنتاکتور

بی‌متال به طور مستقیم نمی‌تواند جریان مدار را قطع کند. تنها می‌تواند بوبین کنتاکتور را تحریک کرده و از راه مدار فرمان، موتور را خاموش کند. بدین ترتیب اگر چنانچه کنتاکتور به هر دلیلی آسیب ببیند، بی‌متال نمی‌تواند از مدار در برابر جریان حرارتی محافظت کند. 

اما کلید حرارتی برای خاموش کردن موتور، به طور مستقیم عمل می‌کند و برای قطع جریان مدار، نیازی به کنتاکتور یا دیگر کلیدهای کمکی ندارد. 

کنتاکت‌های NC و NO

یکی از مزایای مهم بی‌متال‌ها، مجهز بودن به کنتاکت‌های NC و NO است که امکان استفاده از بی‌متال در مدار فرمان را فراهم می‌کند. اما کلیدهای حرارتی این کنتاکت‌ها را ندارند و برای بهره‌مندی از این کنتاکت‌ها نیاز به کلید کمکی دارند. 

حفاظت مغناطیسی و حفاظت از فاز

بی‌متال تنها در برابر اضافه بار و افزایش دما می‌تواند کاربرد حفاظتی داشته باشد اما کلید حرارتی امکان حفاظت مغناطیسی و حفاظت از فاز را به طور همزمان ارائه می‌دهد. 

قطع جریان به صورت دستی

با توجه به وجود دکمه خاموش روشن بر روی کلید حرارتی، امکان قطع جریان موتور به صورت دستی وجود دارد، در حالی که بی‌متال فاقد کلید خاموش روشن است. 

ضریب امنیت بالاتر

کلید حرارتی ضریب امنیت بالاتری نسبت به بی‌متال دارد. 

قیمت کلید حرارتی

قیمت کلید حرارتی علاوه بر مشخصات فنی به امکانات ویژه‌ی هر کلید، عمر مفید، شرکت سازنده و … وابسته است. برای بررسی قیمت‌‌ها می‌توانید لیست قیمت کلیدهای حرارتی سایت دامون را بررسی کنید و محصول مورد نظر خود را با قیمت مناسب همراه ضمانت اصالت و سلامت کالا از این سایت سفارش دهید.  

روش نصب کلید حرارتی

همانطور که پیش‌تر گفته شده، کلیدهای حرارتی نیازی به کنتاکتور یا مدار فرمان برای خاموش کردن موتور ندارند؛ به همین دلیل، معمولا در ابتدای فیدر و قبل از کنتاکتور و موتور بسته می‌شوند. این کلیدها شامل ترمینال‌های ورودی و خروجی هستند. سیم‌های حامل جریان به ترمینال‌های ورودی کلید متصل شده و از ترمینال خروجی آن به موتور یا کنتاکتور اتصال برقرار می‌شود.

معنی علائم ظاهری روی کلیدهای حرارتی

1. ترمینال‌های ورودی کلید
2. ترمینال‌های خروجی کلید
3. کلید خاموش روشن 
4. پیچ تنظیم رنج جریان 
5. اطلاعات حفاظتی کلید
6. کلید تست تریپ کلید 
7.  جریان نامی کلید
8. قدرت قطع کلید
9. شرکت سازنده کلید

اجزای داخلی کلید حرارتی

a: واحد حفاظت حرارتی

b: واحد حفاظت مغناطیسی

c: سیستم کنتاکت اصلی 

d: سوییچ کمکی

e: نگهدارنده‌ی سوییچ

f: محفظه‌ی قوس الکتریکی

g: آرمیچر پیستون

h: تغییر دهنده‌ی وضعیت تریپ

تفاوت کلید حرارتی با کلید محافظ جان

• کاربرد:

MPCB ها عمدتاً برای حفاظت از موتورهای الکتریکی استفاده می‌شوند، مانند ماشین‌های صنعتی، پمپ‌ها، کمپرسورها و نوار نقاله‌ها و تمرکز اصلی این کلیدها بر محافظت از موتور و اطمینان از عملکرد بدون وقفه موتور است.

اما RCCBها در تاسیسات الکتریکی مسکونی، تجاری و صنعتی برای افزایش ایمنی با محافظت از افراد در برابر شوک الکتریکی ناشی از خطاهای زمین استفاده می‌شوند.

• مکانیزم Trip

کلیدهای محافظ جان از مکانیزم‌های حرارتی و مغناطیسی برای محافظت از موتورها در برابر اضافه بار و اتصال کوتاه استفاده می‌کنند. مکانیزم حرارتی جریان موتور را در طول زمان کنترل می‌کند و مکانیزم مغناطیسی به جریان های اضافه ناگهانی پاسخ می دهد.

اما RCCB ها از مکانیزم تشخیص نشتی جریان برای تشخیص خطاهای زمین استفاده می‌کنند. آنها به طور مداوم جریان‌های ورودی و خروجی را مقایسه می‌کنند و هنگامی که عدم تعادل تشخیص داده می‌شود، برق رسانی را قطع می‌کنند.

• حساسیت

MPCB ها به اندازه RCCB به عدم تعادل جریان‌های کوچک حساس نیستند. آنها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که تغییرات کوچک جریان را که ممکن است در طول کارکرد عادی موتور رخ دهد، تحمل کنند.

اما کلیدهای محافظ جان بسیار حساس‌اند و می توانند به سرعت در پاسخ به کوچکترین نشتی جریان واکنش نشان دهند. به همین دلیل کلیدهای محافظ جان برای کاربردهای ایمنی انسان مناسب‌تر هستند.

به طور خلاصه، MPCB ها در درجه اول برای محافظت از موتور استفاده می شوند، در حالی که RCCB ها بر تضمین ایمنی الکتریکی با جلوگیری از شوک الکتریکی متمرکز هستند.

انواع راه اندازی کلیدهای حرارتی

با توجه به قابلیت‌های حفاظتی کلیدهای حرارتی می‌توان از آن‌ها به عنوان راه‌انداز موتور نیز استفاده کرد. 

1. راه‌اندازی سبک: سیستم راه‌اندازی سبک برای موتورهای نسبتا ضعیف کارآیی دارد. اگر جریان در زمان راه‌اندازی به بیشتر از 5 برابر جریان نامی فراتر نرود، کلید حرارتی به جریان هجومی تا 20 ثانیه اجازه‌ی عبور می‌دهد. 
2. راه‌اندازی سنگین(Heavy-duty): سیستم راه‌اندازی سنگین برای استارت الکتروموتورهای قوی استفاده می‌شود. در این سیستم،  اگر جریان در زمان راه‌اندازی به بیشتر از 10  برابر جریان نامی فراتر نرود، کلید حرارتی به جریان هجومی 4 ثانیه اجازه‌ی عبور می‌دهد.