بی متال چیست و چطور کار میکند؟
حفاظت از موتورهای الکتریکی در برابر خطرات ناشی از اضافه بار، یکی از حیاتی ترین وظایف در سیستم های برق صنعتی محسوب می شود. مهندسان برق برای جلوگیری از سوختن موتورها و توقف خط تولید، از رله های حفاظتی خاصی استفاده می کنند. یکی از پرکاربردترین این ابزارها، رله حرارتی یا بیمتال است که نقش نگهبان را در تابلوهای برق ایفا می کند. این مقاله به بررسی دقیق این موضوع می پردازد که بی متال چیست و این قطعه با چه مکانیزمی از تجهیزات گران قیمت محافظت می کند.
بی متال چیست و چه وظیفه ای دارد؟
در پاسخ به این سوال که بی متال چیست، باید گفت که این قطعه یک رله حفاظتی است که به صورت سری در مدار قرار می گیرد تا از موتور در برابر اضافه بار محافظت کند. بیمتال نام های دیگری مانند رله اضافه بار حرارتی یا رله حرارتی نیز دارد. این وسیله مانع از آسیب دیدن موتورهای الکتریکی بر اثر افزایش دما می شود. گرمای بیش از حد، یکی از عوامل اصلی کاهش عمر موتور است که جریان سیم پیچ ها آن را تولید می کند. بنابراین، وجود قطعه ای که بتواند این گرما را حس کرده و مدار را قطع کند، ضرورت دارد.
ساختار و اجزای تشکیل دهنده بیمتال
ساختمان داخلی این قطعه از دو تیغه فلزی غیر همجنس تشکیل می شود که ضریب انبساط طولی متفاوتی دارند. این دو فلز را با روش های خاصی مانند نورد گرم، پرس یا جوش کاری به یکدیگر متصل می کنند. بخش های مختلف یک رله حرارتی شامل موارد زیر است:
- تیغه های مسی: این شاخک ها در قسمت بالای قطعه قرار دارند و مستقیما به کنتاکتور متصل می شوند.
- ترمینال های خروجی: این بخش ها به کابل های موتور وصل می شوند.
- پیچ تنظیم جریان: اپراتور با استفاده از این پیچ، جریان نامی موتور را روی رله تنظیم می کند.
- دکمه ریست (RESET): این دکمه وضعیت رله را بعد از رفع خطا به حالت اول برمی گرداند.
- کنتاکت های فرمان: این کنتاکت ها شامل شماره های ۹۵-۹۶ (بسته) و ۹۷-۹۸ (باز) هستند که در مدار فرمان قرار می گیرند.
بی متال چیست و چگونه کار میکند؟
درک این نکته که بی متال چیست و چگونه کار میکند، به ویژگی های فیزیکی فلزات بستگی دارد. اساس عملکرد این رله بر پایه اختلاف ضریب انبساط طولی دو فلز است. زمانی که جریان الکتریکی از تیغه ها عبور می کند، هر دو فلز گرم می شوند و طول آن ها افزایش می یابد. از آنجا که یکی از فلزات ضریب انبساط بیشتری دارد، سریع تر بلند می شود و باعث خم شدن کل نوار به سمت فلز با ضریب انبساط کمتر می گردد.
این انحراف مکانیکی به اهرمی فشار می آورد که وضعیت یک میکرو سوئیچ را تغییر می دهد. با تغییر وضعیت میکرو سوئیچ، مدار فرمان قطع می شود و به تبع آن، کنتاکتور جریان برق را از موتور می گیرد. نکته مهم این است که بیمتال به تنهایی قدرت قطع مدار اصلی را ندارد و همیشه باید همراه با یک کنتاکتور در مدار قرار بگیرد. افزایش جریان در هر یک از فازها باعث گرم شدن تیغه مربوطه و خم شدن آن می شود که در نهایت منجر به قطع هم زمان هر سه فاز می گردد.
بررسی دقیق کاربرد بیمتال در صنایع
کاربرد بیمتال در دنیای مدرن بسیار گسترده است و فقط به تابلوهای برق صنعتی محدود نمی شود. برخی از مهم ترین موارد استفاده از این قطعه عبارتند از:
- حفاظت از الکتروموتورها: اصلی ترین کاربرد بیمتال، جلوگیری از سوختن موتورهای تک فاز و سه فاز در پمپ ها، کمپرسورها، نوار نقاله ها و آسانسورها است.
- لوازم خانگی: در وسایلی مانند یخچال، ماشین لباسشویی، کولر گازی و فر برقی، رله های حرارتی از مدار در برابر نوسانات جریان محافظت می کنند.
- سیستم های تهویه (HVAC): در ترموستات ها برای کنترل و سنجش دقیق دما از نوارهای دو فلزی استفاده می شود.
- صنعت خودرو: برای نظارت بر مدارهای الکتریکی خودرو و جلوگیری از اضافه جریان در سیستم های مدیریت موتور، این قطعه کاربرد دارد.
تفاوت میان فیوز و بیمتال در چیست؟
بسیاری از افراد این دو قطعه را با هم اشتباه می گیرند، اما عملکرد آن ها تفاوت های بنیادی دارد. سرعت عمل فیوز نسبت به بیمتال بسیار بالاتر است. فیوزها مدار را در برابر جریان های بسیار شدید و اتصال کوتاه محافظت می کنند، در حالی که بیمتال برای مقابله با اضافه بار طراحی شده است. همچنین، بیمتال قابلیت تنظیم جریان را دارد، اما فیوزها معمولا با یک جریان ثابت تولید می شوند.
نکته کلیدی این است که بیمتال در برابر اتصال کوتاه واکنش سریعی نشان نمی دهد، بنابراین همیشه باید یک فیوز مینیاتوری یا کلید اتوماتیک در کنار آن قرار بگیرد تا حفاظت کامل انجام شود.
تنظیمات و حالت های عملکرد رله حرارتی
رله های حرارتی معمولا دارای دو حالت تنظیم برای بازگشت به وضعیت عادی هستند:
- حالت دستی (MAN): در این حالت، پس از اینکه رله مدار را قطع کرد، اپراتور باید به صورت حضوری دکمه قرمز یا آبی رنگ RESET را فشار دهد تا مدار آماده کار مجدد شود.
- حالت اتوماتیک (AUT): اگر اهرم روی حالت Auto باشد، پس از گذشت مدتی و سرد شدن تیغه ها، رله به طور خودکار به حالت اولیه برمی گردد و نیاز به مداخله دستی ندارد.
همچنین، بر روی بیمتال ها پیچ تنظیم جریانی وجود دارد که باید بر اساس جریان نامی درج شده روی پلاک موتور تنظیم شود. طبق استانداردهای مهندسی، رله نباید در بار نامی مدار را قطع کند، اما اگر جریان ۲۰ درصد از مقدار تنظیم شده فراتر برود، باید در زمان کمتر از دو ساعت عمل کند.
کلاس های قطع در بیمتال ها
زمان عملکرد رله حرارتی به کلاس قطع آن بستگی دارد. کلاس های متداول شامل کلاس ۱۰، ۲۰ و ۳۰ هستند. برای مثال، یک بیمتال کلاس ۱۰ می تواند در مدت ۱۰ ثانیه مدار را در شرایط ۶ برابر جریان نامی قطع کند. کلاس ۱۰ معمولا برای موتورهای معمولی و شناور استفاده می شود، در حالی که کلاس ۳۰ برای بارهای سنگین با اینرسی بالا که راه اندازی طولانی دارند، مناسب است.
تهیه تجهیزات برق صنعتی از شرکت نیکسان
انتخاب تجهیزات باکیفیت، ضامن سلامت موتورها و پایداری سیستم های صنعتی است. شرکت نیکسان به عنوان مرجع تخصصی تامین تجهیزات برق صنعتی و اتوماسیون، طیف وسیعی از محصولات معتبر را فراهم می کند. مراجعین می توانند انواع بیمتال، کنتاکتور، کلیدهای اتوماتیک، اینورتر و سافت استارتر را با ضمانت اصالت کالا از این مجموعه تهیه نمایند.
محصولات نیکسان شامل بهترین برندهای بازار است که پایداری شبکه های الکتریکی را تضمین می کنند. تیم فنی این شرکت با ارائه مشاوره های تخصصی، به صنایع کمک می کند تا بهترین قطعات را متناسب با نیاز خود انتخاب کنند. برای بهینه سازی سیستم های کنترل و حفاظت موتور، محصولات شرکت نیکسان انتخابی مناسب و مطمئن برای مهندسان به شمار می رود.
نظری برای این وجود ندارد.