رله حرارتی و بی متال

تصور کنید در یک کارخانه صنعتی، موتور اصلی دستگاه‌ها به دلیل اضافه بار ناگهانی می‌سوزد و کل خط تولید متوقف می‌شود! خسارت سنگینی به وجود می‌آید که با یک تجهیز ساده می‌توانست پیشگیری شود. اینجا دقیقاً جایی‌ست که بی متال وارد میدان می‌شود.رله حرارتی و بی متال یکی از مهم‌ترین ابزارهای حفاظتی در مدارهای الکتریکی است تا از به وجود آمدن خسارت سنگین به دلیل اضافه بار ناگهانی در خط تولید کارخانه صنعتی جلوگیری کند. وظیفه اصلی‌اش محافظت از موتورهای الکتریکی در برابر جریان بیش از حد و گرمای زیاد است.در این مقاله قصد داریم اطلاعاتی در زمینه بی‌متال دهیم تا نکات کلیدی در انتخاب و نصب بی متال در مدارهای صنعتی مفید و کاربردی باشد.

بی متال چیست و چه کاربردی دارد؟

بی متال یکی از تجهیزات حفاظتی در مدارهای الکتریکی است که وظیفه‌ی اصلی آن محافظت از موتورهای الکتریکی در برابر اضافه بار (Overload) است که مدار را در صورت اضافه بار الکتریکی قطع می‌کند.این تجهیز در واقع نوعی رله حرارتی است که با تغییر دما کار می‌کند و در صورت بالا رفتن جریان از حد مجاز، باعث قطع مدار می‌شود تا از سوختن موتور جلوگیری کند.

ساختار رله حرارتی و بی متال چگونه است؟

اجزای اصلی بی متال

از دو لایه فلزی با ضرایب انبساط حرارتی متفاوت ساخته شده است. معمولاً یک فلز با ضریب انبساط بالا و دیگری با ضریب انبساط پایین انتخاب می‌شود.در هنگام عبور جریان بالا، فلزات گرم می‌شوند و به دلیل تفاوت در ضریب انبساط، این فلزات خم شده و باعث فعال شدن مکانیزم قطع مدار می‌گردند.
ساختار بی متال

بی متال چیست و چه کاربردی دارد؟

بی متال یکی از تجهیزات حفاظتی در مدارهای الکتریکی است که وظیفه‌ی اصلی آن محافظت از موتورهای الکتریکی در برابر اضافه بار (Overload) است که مدار را در صورت اضافه بار الکتریکی قطع می‌کند.این تجهیز در واقع نوعی رله حرارتی است که با تغییر دما کار می‌کند و در صورت بالا رفتن جریان از حد مجاز، باعث قطع مدار می‌شود تا از سوختن موتور جلوگیری کند.

ساختار بی متال چگونه است؟

اجزای اصلی رله حرارتی و بی متال

از دو لایه فلزی با ضرایب انبساط حرارتی متفاوت ساخته شده است. معمولاً یک فلز با ضریب انبساط بالا و دیگری با ضریب انبساط پایین انتخاب می‌شود.در هنگام عبور جریان بالا، فلزات گرم می‌شوند و به دلیل تفاوت در ضریب انبساط، این فلزات خم شده و باعث فعال شدن مکانیزم قطع مدار می‌گردند.اجزای اصلی بی متال عبارتند از:
  • صفحات بی متال
  • کنتاکت الکتریکی
  • پیچ تنظیم جریان
  • پیچ تغییر وضعیت
  • دکمه برگشت وضعیت

نحوه عملکرد بی متال

هنگامیکه جریان عبوری از موتور بیشتر از مقدار تنظیم‌شده باشد، صفحات فلزی داخل بی متال گرم شده و خم می‌شوند. این خم‌شدن باعث فعال شدن مکانیزم قطع مدار می‌شود. بنابراین برق موتور قطع شده و از آسیب‌دیدن آن جلوگیری می‌شود. پس از سرد شدن صفحات، می‌توان با استفاده از دکمه ریست، مدار را دوباره وصل کرد.برخی از رله‌های بی‌متال دارای دو حالت دستی و خودکار هستند که در حالت دستی اگر رله عمل کند باید آن را به صورت دستی و با فشردن دکمهٔ RESET به حالت اول بازگرداند، اما در حالت خودکار برگشتن به حالت اول پس از گذشت مدتی معین به صورت خودکار انجام می‌شود.
نحوه عملکرد رله حرارتی و بی متال
نحوه عملکرد رله حرارتی و بی متال

مزایای استفاده از بی متال

  • افزایش ایمنی، جلوگیری از آسیب به تجهیزات
یکی از موارد کاربرد بی متال، جلوگیری از سوختن موتورهای الکتریکی هنگام جریان اضافه می باشد. این تجهیز به‌صورت خودکار جریان را قطع کرده و مانع از گرم‌شدن بیش از حد سیم‌پیچ موتور می‌شود.
  • دوام بالا و نگهداری آسان
بی متال‌ها معمولاً نیاز به تعمیر خاصی ندارند و اگر به‌درستی انتخاب و نصب شوند، می‌توانند سال‌ها بدون مشکل کار کنند.
  • هزینه پایین نسبت به سایر تجهیزات حفاظتی
در مقایسه با رله‌های هوشمند یا تجهیزات حفاظتی دیجیتال، بی‌متال یک گزینه مقرون‌به‌صرفه و کارآمد محسوب می‌شود.

کاربردهای رله حرارتی و بی متال در صنعت

  • استفاده در تابلو برق صنعتی
بی‌متال‌ها در تابلوهای برق و سیستم‌های اتوماسیون صنعتی برای محافظت از تجهیزات و مدارها در برابر اضافه بار و شرایط غیرعادی استفاده می‌شوند.
  • حفاظت از پمپ‌های آب
در ایستگاه‌های پمپاژ آب، برای جلوگیری از سوختن موتور پمپ‌ها به دلیل بار اضافی یا گیرکردن پروانه، از بی‌متال استفاده می‌شود.
  • سیستم‌های تهویه مطبوع و HVAC
در سیستم‌های سرمایش و گرمایش بزرگ نیز بی‌متال برای محافظت از کمپرسور و فن‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
  • تجهیزات حرارتی
در ترموستات‌ها، اجاق گازها، کتری‌های برقی، اتوها، و سایر وسایل خانگی و صنعتی که نیاز به کنترل دما دارند، از بی‌متال‌ها برای تنظیم و کنترل دما استفاده می‌شود.
  • صنایع نفت و گاز پتروشیمی
در این صنایع، بی‌متال‌ها برای محافظت از تجهیزات و فرآیندها در برابر شرایط اضافه بار و حرارت استفاده می‌شوند.

نحوه تنظیم رله حرارتی و بی متال

تنظیم  رله حرارتی و بی متال شامل تنظیم جریان نامی موتور و انتخاب حالت عملکرد (دستی یا اتوماتیک) است. برای این کار باید جریان نامی موتور را محاسبه کرده و سپس بی متال را بر اساس آن تنظیم نمود. همچنین باید وضعیت کنتاکت های بی متال را در نظر گرفت و در صورت نیاز با استفاده از دکمه ریست آن را به حالت اولیه بازگرداند.
  • تنظیم جریان مناسب
بر روی بدنه بی‌متال پیچ تنظیمی وجود دارد که با آن می‌توان مقدار جریان مجاز عبوری از موتور را تعیین کرد. جریان نامی موتور را روی ولوم تنظیم جریان بی متال تنظیم کنید. این ولوم معمولاً با علامت آمپر (A) مشخص شده است.معمولاً جریان تنظیمی باید برابر یا حدود ۱۰٪ بالاتر از جریان نامی موتور باشد.
  • تنظیم حالت عملکرد دستی یا خودکار ریست
بی‌متال‌ها در دو نوع ریست دستی و ریست خودکار وجود دارند. در نوع دستی، پس از عملکرد رله، باید به‌صورت دستی دکمه ریست فشرده شود. در ، در حالت خودکار، بی متال به طور خودکار پس از خنک شدن موتور، مدار را وصل می کند.
  • اتصال بی متال
تیغه های بی متال (ورودی سه فاز قدرت) را به خروجی کنتاکتور و خروجی بی متال را به موتور متصل کنید.
اجزای بی متال

تفاوت فیوز و بی متال

  • سرعت عمل فیوز نسبت به بی متال خیلی بیشتر است.
  • فیوز قابل تنظیم نیست در حالی که بی متال قابل تنظیم است.
  • هردو حفاظت کننده مدار هستند ولی فیوز مصرف کننده را در مقابل جریان زیاد و اتصال کوتاه محافظت می نماید در صورتی که، بی متال مصرف کننده را در مقابل اضافه بار احتمالی محافظت می کند.
 

نکات مهم در انتخاب  رله حرارتی و بی متال

  • تطابق با جریان موتور
مهم‌ترین نکته در انتخاب بی‌متال، تطبیق جریان تنظیمی آن با جریان موتور است. اگر جریان کمتر از مقدار واقعی باشد، موتور بی‌دلیل قطع می‌شود و اگر بیشتر باشد، حفاظت به‌درستی انجام نمی‌شود. بنابراین محدوده تنظیم جریان بیمتال باید با جریان نامی دستگاه یا مداری که قرار است از آن محافظت کند، مطابقت داشته باشد.
  • هماهنگی با کنتاکتور
بی‌متال باید با کنتاکتوری که در مدار نصب شده هماهنگ باشد، زیرا خروجی‌های فرمان بی‌متال مستقیماً به بوبین کنتاکتور متصل می‌شود.
  • حساسیت و زمان پاسخ
در انتخاب بیمتال به حساسیت و زمان پاسخ مورد نیاز  برنامه توجه کنید. حساسیت بیمتال به میزان تغییر دمای مورد نیاز برای فعال شدن رله اشاره دارد. از سوی دیگر زمان پاسخ نشان دهنده زمان صرف شده برای تغییر وضعیت کنتاکت های رله است.

نتیجه گیری

جهت انتخاب صحیح رله حرارتی و بی متال ابتدا باید جریان نامی الکتروموتور، نحوه نصب، برند و رنج کلید مینیاتوری را تعیین کنیم. بی‌متال یکی از تجهیزات حفاظتی است که انتخاب درست آن نیازمند داشتن اطلاعات فنی و کافی از آن است. سرعت عملکرد فیوز نسبت به بی‌متال بسیار بیشتر است اما فیوز قابلیت تنظیم شدن را ندارد در حالی که بی‌متال از این قابلیت برخوردار است. در واقع هردو محافظ مدار هستند اما فیوز تجهیزات را در برابر جریان اضافی و اتصال کوتاه محافظت می‌کند در صورتی که بی‌متال تجهیزات را در مقابل اضافه بار محافظت می‌کند. تعیین جریان نامی الکتروموتور، نحوه نصب بی‌متال در محل مورد نظر و نحوه ریست شدن بی‌متال در انتخاب رله حرارتی نقش اساسی دارد.برخی بی‌متال‌ها روی کنتاکتور نصب می‌شوند و برخی به‌صورت مستقل در تابلو قرار می‌گیرند. باید با توجه به فضای تابلو و طراحی مدار، نوع مناسب را انتخاب کرد.