کلید حرارتی چیست و چه کاربردی دارد؟

چگونه کلید حرارتی کار می‌کند و  نوع عملکردهای آن چیست ؟

کلیدهای حرارتی از دو بخش اصلی تشکیل شده‌اند:
بخش حرارتی (حفاظت در برابر اضافه بار): این بخش از یک رله حرارتی (Bimetal) تشکیل شده است که در اثر عبور جریان بیش از حد گرم شده و باعث قطع مدار می‌شود. عملکرد این بخش به این صورت است که:
هنگامی که جریان عبوری از موتور بیش از حد مجاز باشد، رله حرارتی گرم می‌شود.
گرم شدن رله حرارتی باعث خم شدن فلز دوفلزی آن می‌شود.
خم شدن فلز دوفلزی باعث تحریک یک مکانیزم قطع کننده می‌شود.
مکانیزم قطع کننده باعث قطع مدار موتور می‌شود.
بخش مغناطیسی (حفاظت در برابر اتصال کوتاه): این بخش از یک رله مغناطیسی تشکیل شده است که در صورت بروز اتصال کوتاه، جریان بسیار زیادی از آن عبور کرده و باعث قطع سریع مدار می‌شود. عملکرد این بخش به این صورت است که:
هنگامی که اتصال کوتاه رخ می‌دهد، جریان بسیار زیادی به طور ناگهانی از مدار عبور می‌کند.
این جریان زیاد باعث ایجاد یک میدان مغناطیسی قوی در رله مغناطیسی می‌شود.

 میدان مغناطیسی قوی باعث جذب یک اهرم می‌شود.
جذب اهرم باعث تحریک یک مکانیزم قطع کننده می‌شود.
مکانیزم قطع کننده باعث قطع سریع مدار موتور می‌شود.

چرا به کلید حرارتی نیاز داریم؟ کاربردهای کلید حرارتی

کلید حرارتی یا MPCB به دلایل متعددی در سیستم‌های الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرد که در زیر به برخی از مهم‌ترین آنها اشاره می‌کنیم:
1. حفاظت از موتورهای الکتریکی:
موتورهای الکتریکی به عنوان قلب تپنده بسیاری از صنایع و تجهیزات، در معرض خطرات مختلفی مانند اضافه بار و اتصال کوتاه قرار دارند.
اضافه بار می‌تواند ناشی از افزایش بار مکانیکی، کاهش ولتاژ تغذیه یا سایر عوامل باشد.
اتصال کوتاه نیز می‌تواند به دلایل مختلفی مانند خرابی عایق کابل‌ها یا تجهیزات رخ دهد.
هر دوی این شرایط می‌توانند باعث افزایش جریان و در نتیجه افزایش دمای موتور شوند.
افزایش بیش از حد دما می‌تواند به سیم‌پیچ‌های موتور آسیب برساند و حتی منجر به سوختن آن شود.
کلید حرارتی با تشخیص این شرایط خطرناک و قطع سریع مدار، از موتور در برابر آسیب محافظت می‌کند.
2. جلوگیری از خسارات مالی و جانی:
سوختن موتور الکتریکی می‌تواند خسارات مالی زیادی به همراه داشته باشد، از جمله هزینه تعمیر یا تعویض موتور، توقف تولید و خسارات ناشی از آن.
همچنین، اتصال کوتاه می‌تواند منجر به آتش‌سوزی و خطرات جانی شود.
کلید حرارتی با حفاظت از موتور و جلوگیری از این حوادث، از خسارات مالی و جانی جلوگیری می‌کند.
3. افزایش طول عمر موتور:
* با حفاظت از موتور در برابر اضافه بار و اتصال کوتاه، کلید حرارتی از استهلاک زودهنگام آن جلوگیری می‌کند و باعث افزایش طول عمر موتور می‌شود.
4. بهبود عملکرد سیستم الکتریکی:
با جلوگیری از قطع ناگهانی برق ناشی از عملکرد نادرست موتور، کلید حرارتی به بهبود عملکرد و پایداری سیستم الکتریکی کمک می‌کند.
5. سهولت استفاده و نصب:
کلیدهای حرارتی به راحتی نصب و مورد استفاده قرار می‌گیرند و نیاز به تخصص خاصی ندارند.
در نتیجه، استفاده از کلید حرارتی در سیستم‌های الکتریکی نه تنها از موتورها محافظت می‌کند، بلکه از خسارات مالی و جانی نیز جلوگیری می‌کند و به بهبود عملکرد و پایداری سیستم الکتریکی کمک می‌کند.

مزایای استفاده از کلید حرارتی

سادگی و هزینه کم: کلید حرارتی یک قطعه ساده و ارزان قیمت است.
قابلیت تنظیم: بسیاری از کلیدهای حرارتی دارای قابلیت تنظیم جریان نامی هستند.
حفاظت در برابر انواع خطاها: کلید حرارتی می‌تواند در برابر اضافه بار، اتصال کوتاه و سایر خطاهای الکتریکی از موتور محافظت کند.

انواع کلید حرارتی

کلیدهای حرارتی یا MPCB (Motor Protection Circuit Breaker) بر اساس فاکتورهای مختلفی دسته‌بندی می‌شوند که در زیر به برخی از این دسته‌بندی‌ها اشاره می‌کنیم:
1. بر اساس نوع عملکرد:
کلید حرارتی مغناطیسی: این نوع کلید حرارتی از دو بخش حرارتی و مغناطیسی برای حفاظت موتور استفاده می‌کند. بخش حرارتی در برابر اضافه بار و بخش مغناطیسی در برابر اتصال کوتاه از موتور محافظت می‌کند.
کلید حرارتی الکترونیکی: این نوع کلید حرارتی از سنسورهای الکترونیکی برای تشخیص جریان و دما استفاده می‌کند و با دقت بیشتری می‌تواند موتور را در برابر خطرات مختلف محافظت کند.
2. بر اساس جریان نامی:
کلیدهای حرارتی در رنج‌های جریان نامی مختلفی تولید می‌شوند که با توجه به جریان نامی موتور مورد نظر باید انتخاب شوند.
انتخاب کلید حرارتی با جریان نامی مناسب، از عملکرد صحیح آن و حفاظت کامل از موتور اطمینان حاصل می‌کند.
3. بر اساس تعداد پل:
کلیدهای حرارتی می‌توانند تک پل، دو پل یا سه پل باشند که با توجه به نوع برق مصرفی موتور (تک فاز یا سه فاز) انتخاب می‌شوند.
4. بر اساس برند و مدل:
شرکت‌های مختلفی مانند Schneider Electric، Siemens، ABB، Hyundai و LS اقدام به تولید کلیدهای حرارتی می‌کنند.
هر کدام از این شرکت‌ها مدل‌های مختلفی از کلیدهای حرارتی را با ویژگی‌ها و قابلیت‌های متفاوت ارائه می‌دهند.
5. بر اساس کاربرد:
کلیدهای حرارتی با توجه به کاربرد مورد نظر می‌توانند ویژگی‌های خاصی داشته باشند.
به عنوان مثال، کلیدهای حرارتی مورد استفاده در صنایع سنگین ممکن است مقاومت بیشتری در برابر شرایط محیطی سخت داشته باشند.
6. بر اساس قابلیت تنظیم:
برخی از کلیدهای حرارتی دارای قابلیت تنظیم جریان قطع هستند که به کاربر اجازه می‌دهد آن را با توجه به مشخصات موتور تنظیم کند.
این قابلیت به کاربر انعطاف بیشتری در انتخاب و استفاده از کلید حرارتی می‌دهد.
در نتیجه، انتخاب نوع مناسب کلید حرارتی بستگی به عوامل مختلفی از جمله نوع موتور، جریان نامی موتور، نوع برق مصرفی، برند و مدل، کاربرد مورد نظر و قابلیت تنظیم دارد. برای انتخاب بهترین گزینه، لازم است با یک متخصص برق مشورت شود.

انتخاب کلید حرارتی مناسب

انتخاب کلید حرارتی مناسب برای موتور الکتریکی، امری حیاتی برای حفاظت از آن در برابر اضافه بار و اتصال کوتاه است. در این راهنما به نکات کلیدی که در انتخاب کلید حرارتی باید مد نظر قرار گیرند، اشاره می‌کنیم:
1. تعیین مشخصات موتور:
توان موتور: اولین قدم، تعیین توان موتور الکتریکی است که معمولاً روی پلاک موتور درج شده است. این اطلاعات مبنای اصلی برای انتخاب کلید حرارتی مناسب خواهد بود.
جریان نامی موتور: جریان نامی موتور نیز روی پلاک آن درج شده است و نشان می‌دهد که موتور در شرایط عادی چه جریانی مصرف می‌کند. این جریان برای انتخاب رنج جریانی کلید حرارتی بسیار مهم است.
 ولتاژ موتور: ولتاژ موتور نیز باید با ولتاژ شبکه برق همخوانی داشته باشد.
تعداد فاز: موتورهای الکتریکی می‌توانند تک فاز یا سه فاز باشند. کلید حرارتی نیز باید با توجه به تعداد فاز موتور انتخاب شود.
2. انتخاب رنج جریانی مناسب:
جریان نامی کلید حرارتی باید کمی بیشتر از جریان نامی موتور باشد. این امر به موتور اجازه می‌دهد که در هنگام راه‌اندازی جریان بیشتری بکشد، بدون اینکه کلید حرارتی قطع کند.
توصیه می‌شود که جریان نامی کلید حرارتی را 10 تا 20 درصد بیشتر از جریان نامی موتور انتخاب کنید.
3. توجه به نوع بار:
* نوع باری که موتور به آن متصل است نیز در انتخاب کلید حرارتی تأثیرگذار است.
* بارهای سنگین مانند پمپ‌ها و کمپرسورها نیاز به کلید حرارتی با رنج جریانی بالاتری دارند.
4. در نظر گرفتن شرایط محیطی:
شرایط محیطی مانند دما و رطوبت نیز می‌توانند بر عملکرد کلید حرارتی تأثیر بگذارند.
در محیط‌های گرم و مرطوب، استفاده از کلید حرارتی با درجه حفاظت بالاتر توصیه می‌شود.
5. انتخاب برند و مدل مناسب:
شرکت‌های مختلفی مانند Schneider Electric، Siemens، ABB و LS اقدام به تولید کلیدهای حرارتی می‌کنند.
هر کدام از این شرکت‌ها مدل‌های مختلفی از کلیدهای حرارتی را با ویژگی‌ها و قابلیت‌های متفاوت ارائه می‌دهند.
توصیه می‌شود که از برندهای معتبر و شناخته شده کلید حرارتی تهیه کنید.
6. مشاوره با متخصص برق:
در صورت عدم اطمینان از انتخاب کلید حرارتی مناسب، حتماً با یک متخصص برق مشورت کنید.
متخصص برق می‌تواند با توجه به شرایط خاص شما، بهترین گزینه را به شما پیشنهاد دهد.
با رعایت این نکات کلیدی، می‌توانید کلید حرارتی مناسب برای موتور الکتریکی خود انتخاب کنید و از آن در برابر خطرات مختلف محافظت کنید.