کلید حرارتی چیست؟

کلید حرارتی یا محافظ موتور یکی از تجهیزات حفاظتی ضروری و مورد نیاز است که توانایی حفاظت از مدار در برابر خطاهای مختلف را دارا می باشد. کلید حرارتی با حفاظت در برابر اتصال کوتاه و اضافه بار به یک تجهیز ایده آل و کاربردی برای مهندسان به شمار می رود. در این مقاله با مفاهیم کلید حرارتی آشنا خواهیم شد. با ما همراه باشید.

کلید حرارتی (Motor protection circuit breaker) چیست؟

کلید حرارتی یا MPCB نوعی دستگاه حفاظتی الکتریکی می باشد که از آن برای حفاظت از موتورها در سیستم‌ها و تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی استفاده می‌ شود. کلید حرارتی ازترکیب عناصر کلید حرارتی و مدار قطع کننده مدار عمل می کند. در اصطلاحات فنی، ممکن است به آن به عنوان MPCB یاMCP  مخفف عبارت Motor Circuit Protector اشاره شود. وظیفه ی مهمی که MCP یا MPCB دارد حفاظت از موتور در زمانی است که دما یا جریان به حداکثر مجاز می رسد که در این مواقع می توانند کلید را قطع کنند.

دلایل استفاده از کلید حرارتی MPCB

اهمیت زیادی که استفاده از کلید حرارتی در تجهیزات الکتریکی و همچنین در حوزه‌هایی که موتورها و تجهیزات الکتریکی فعال هستند، بر هیچ کس پوشیده نیست. به عنوان مثال با وجود نوسانات قیمت کلید حرارتی ال اس همواره استفاده از این کلید برند ال اس  به دلیل اینکه عملکرد خوبی در اجرای وظایف خود دراد، رو به افزایش است. در ادامه به دلایلی که باید از کلید حرارتی استفاده کنیم، اشاره می شود:

جلوگیری از حوادث و خطا های الکتریکی:

از کلید حرارتی می توان به عنوان یک قطع‌ کننده مدار در برابر حوادث الکتریکی استفاده کرد. احتمال دارد در صورت وقوع خطاهای الکتریکی جریان الکتریکی بیش از حد بالا رود که موجب خطرات غیر قابل جبران شود. کلید حرارتی با قطع کردن جریان در شرایط خطرناک، امکان وقوع حوادث را کاهش می‌ دهد.

محافظت از موتور:

حفاظت از موتورها در برابر افزایش حرارت و جریان‌های بیش از حد از مهمترین وظیفه کلید حرارتی به شمار می رود. موتورها در صورت کارکرد زیاد و پیوسته ممکن است در مقابله با شرایط نامناسب گرم شود که اگر این گرما ادامه پیدا کند ممکن است باعث خرابی موتور شود. MPCB به صورت اتوماتیک و به محض تشخیص افزایش حرارت، موتور را قطع می‌ کند و باعث جلوگیری از خسارت به موتور می شود.

تنظیم جریان و دما:

اکثر مدل ‌های کلید حرارتی – مغناطیسی توانایی تنظیم دما و جریان را دارند، که این امر باعث می شود تا میزان حفاظت بر اساس نیازهای مهم موتورها و تجهیزات تنظیم شود.

کاربرد در صنایع متفاوت:

کاربرد MPCB در صنایع گوناگونی از جمله صنعت، کشاورزی، معدن، انرژی، تجهیزات الکتریکی و … نشان دهنده اهمیت بالای این تجهیز در زمینه های مختلف دارد.

مقابله در برابر خطاهای انسانی:

امکان دارد بعضی از خطاهای انسانی باعث بالا رفتن جریان الکتریکی و حرارت شود. محافظ موتور حرارتی می تواند در برابر خطاهای ناشی از انسان، از جمله اتصال‌های غلط یا استفاده نادرست از سیستم ها، محافظت خوبی را ارائه دهد.

اجزای داخلی کلید های حرارتی چیست؟

تجهیزات از اجزاهای مختلفی تشکیل شده است، طبیعتا تجهیز کلید حرارتی نیز از این امر مستثنی نیست. اجزای کلید حرارتی شامل موارد زیر است:

بیمه حرارتی (Thermal Overload Relay): این قسمت مسئول اندازه‌ گیری دما در اطراف تجهیزات الکتریکی یا موتور می باشد. موقعی که دما به بالاترین حد مجاز برسد، بیمه حرارتی با قطع جریان الکتریکی کار خود را انجام می دهد.

ترمینال ‌ها: ترمینال‌ ها جایی هستند که سیم ‌های الکتریکی به کلید حرارتی متصل می‌شوند. این اجزاء ارتباط الکتریکی بین کلید حرارتی و سایر تجهیزات را برقرار می‌کنند.

کانتکتور ها: کانتکتورها در صورت فعال شدن بیمه حرارتی (Thermal Overload Relay) جریان الکتریکی را قطع می کنند. این بخش بیشتر برای راه اندازی یک قطع مدار الکتریکی در شرایط ناهنجار به کار می روند.

سنسور ها و عناصر حساس: بعضی ازمدل‌ها، سنسورها و عناصر حساس به دما و جریان نیز برای اندازه‌ گیری شرایط محیطی به کار می روند.

تنظیمات دما و جریان: بعضی از مدل‌ های کلید حرارتی دارای تنظیماتی برای تعیین حداکثر دما و جریان مجاز هستند. این تنظیمات به کاربر اجازه می دهند مقادیر مورد نظر را بر اساس نیازهای ویژه تجهیزات تنظیم کند.

مشخصات کلید حرارتی

مشخصات کلید حرارتی به نوع مدل و نوع آن وابسته و متغیر می باشد. جریان نامی (Rated Current) مقدار جریان الکتریکی است که کلید حرارتی معمولا در شرایط نرمال تحت آن عمل می ‌کند. این مقدار بر اساس نیازهای مدار و تجهیزات الکتریکی مورد استفاده تعیین می‌شود. مشخصه بعدی جریان تریپ (Tripping Current) می باشد که در صورت بالارفتن بیش از حد دما، کلید حرارتی عمل می کند و جریان الکتریکی را به خوبی قطع می کند.

دمای تریپ (Tripping Temperature) نیز در صورت رسیدن به آن، کلید حرارتی به عنوان پاسخ به بالا رفتن حرارت عمل قطع جریان را فراهم می کند. دیگر مشخصه کلید حرارتی کلاس حفاظت (ProtectionClass) می باشد که نشان‌ دهنده میزان حفاظتی است و حفاظت MPCB را فراهم می ‌کند و معمولاً با IP (Ingress Protection) شناخته می‌ شوند. برخی از کلیدهای حرارتی دارای تنظیمات تنظیم مجدد (Reset Settings) هستند که به کاربر این امکان را می دهند پس از رفع مشکلات، موتور یا تجهیزات الکتریکی به سرعت به کار خود ادامه دهند.

مزایای کلید حرارتی

استفاده از کلید حرارتی در تجهیزات الکتریکی و موتورها دارای مزایای عمده ای می باشد که شامل موارد زیر است:

• بالا بردن عمر مفید تجهیزات
• محفاظت از تجهیزات
• مانع از حوادث الکتریکی
• تنظیم دما و جریان
• پایین آمدن هزینه ‌ها
• مدیریت حرارت
• استفاده در صنایع متفاوت

محافظ موتور در صنایع مختلفی از جمله صنعت، کشاورزی، معدن، انرژی، تجهیزات الکتریکی و … کاربرد دارد. استفاده از کلید حرارتی به عنوان یک سیستم حفاظتی الکتریکی دارای اهمیت زیادی است و توانایی بهبود عملکرد و ایمنی سیستم‌ ها کمک کند.

معایب کلید حرارتی

کلید حرارتی علاوه بر مزایا معایبی نیز در حفاظت از تجهیزات و سیستم ها دارد که به آن ها می پردازیم:

• دقت نسبت به بالا رفتن حرارت
• تأثیر دمای محیط
• تأخیر در واکنش
• نیاز به تنظیم دقیق
• هزینه نصب و نگهداری
• قابلیت تنظیم محدود
• بهره ‌وری انرژی

به طور کلی این معایب امکان دارد در بعضی از موارد موثر باشد اما با انتخاب مطمئن و استفاده صحیح، می ‌توان به خوبی از کلید حرارتی به عنوان یک سیستم حفاظتی الکتریکی استفاده کرد تا از معایب آن جلوگیری شود.

تفاوت MPCB و بی‌متال

کلید حرارتی و بی‌ متال دو نوع تجهیز می باشند که در سیستم‌ های حفاظتی الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرند. در ادامه به تفاوت ‌های اصلی بین این دو کلید درموضوع های مختلف می پردازیم:

اصل کار

کلید های حرارتی بر اساس افزایش حرارت عمل می‌ کنند در صورتی که دما به بالاترین مقدار تعیین‌ شده از دما برسد، به طور خودکار مدار را قطع می ‌کند اما بی‌ متال از دو لایه مختلف فلزی تشکیل شده ‌اند که ضریب گسترش حرارتی متفاوتی دارند. این دو لایه در دماهای متفاوت گسترش می ‌یابند که باعث انعطاف و حرکت بی متال می‌ شود. این حرکت می‌تواند به عنوان سیگنال برای عملیات قطع مدار یا انجام عملکرد های حفاظتی دیگر به کار رود.

 دقت

بعضی از مدل‌ های MPCB در اندازه‌ گیری افزایش حرارت دقت کمی دارند و امکان دارد در تنظیمات دقیق نیاز به دقت بیشتری داشته باشند. اما بی ‌متال  به دلیل وابستگی به تغییرات حرارتی در اندازه ‌گیری دقت بیشتری دارند که باعث می شو در برخی از کاربردها عملکرد بهتری داشته باشند.

سرعت واکنش:

برخی از مدل‌ های کلید حرارتی دارای تأخیر در واکنش می باشند. زمانی که نیاز به قطع فوری جریان الکتریکی دارید، امکان دارد دچار خطا شوند. بی‌ متال‌ ها معمولا دارای سرعت واکنش بهتری نسبت به تغییرات دما هستند و در شرایطی که نیاز به واکنش سریع دارید، گزینه بهتری می باشد.

کاربردها

کلید های حرارتی بیشتر در کاربرد هایی که نیاز به حفاظت از تجهیزات در برابر افزایش حرارت می‌باشد استفاده می‌شود اما بی ‌متال علاوه بر حفاظت در برابر افزایش حرارت، در برخی مواقع به عنوان سنسورها و ترموستات ‌ها نیز به کار می روند. در کل انتخاب بین کلید حرارتی و بی ‌متال بستگی به نیازهای ویژه تجهیزات و شرایط  شما دارد.

سخن پایانی

شما پس از مطالعه این مقاله با تجهیزی به نام کلید حرارتی و مشخصات، قابلیت ومزایا و معایب آن آشنا شده اید. با توجه به تفاوت این نوع کلید با بی متال شما مطمئنا انتخاب مطمئن تر و بهتری خواهید داشت و خیالتان برای محافظت از موتور ها و تجهیزات الکتریکی آسوده خواهد بود.