کلید حرارتی چیست؟

در صنعت برق، تجهیزاتی وجود دارند که منحصراً برای یک مصرف کننده خاص ساخته می‌شوند. کلید حرارتی یا راه‌انداز موتور یا موتور استارتر یکی از همان تجهیزات است که منحصراً برای راه اندازی و حفاظت از الکتروموتورهای سه فاز ساخته شده است. در این مقاله قصد داریم تا شما را به طور خلاصه با این تجهیز آشنا کرده و در کنار نحوه نصب آن به تفاوت‌های آن با دیگر تجهیزات بپردازیم. با ما همراه باشید.

کلید حرارتی چیست؟

کلیدهای حرارتی یا Motor Protection Circuit Breaker (MPCB) که در بازار به کلید راه انداز موتور و کلید موتور استارتر نیز شناخته می‌شود یک تجهیز منحصربه‌فرد برای حفاظت، راه اندازی و توقف الکتروموتورهای سه فاز رتور قفسه سنجابی است. این کلید بر اساس کلید زنی، الکتروموتور را برای ما راه اندازی کرده و در مدت زمانی که الکتروموتور مشغول به کار است از آن در مقابل اتصال کوتاه و اضافه‌بار حافظت می‌کند.

این تجهیز مشابه با کنتاکتور و کلید اتوماتیک کمپکت دارای تجهیزات جانبی مختلف است که پراستفاده‌ترین آنها کنتاکت‌های کمکی قابل نصب بر روی کلید و یا در مجاور کلید است.

کلید حرارتی مانند تجهیز بی متال دارای رنج جریانی قابل تنظیم است. رنج‌ها دارای مقادیر استاندارد بوده که شما بر اساس جریان نامی موتور آن را تنظیم کرده و در مدار قدرت قرار می‌دهید.

نکته مهم دیگری که در خصوص کلیدهای حرارتی باید ذکر کرد؛ عدم نیازمندی آنها برای راه اندازی مستقیم الکتروموتورها به کنتاکتور است. بر همین اساس باید گفت که از نظر فیزیکی این تجهیز شباهتی به بی متال نداشته و بر زیر کنتاکتورها نصب نمی‌شود و یا برای نصب این کلید، نیازی به تجهیز اضافه خاصی نیست.

در نهایت باید گفت که رنج جریان قابل پشتیبانی توسط این کلیدها محدود بوده و در نمونه‌های مختلف موجود در بازار، ماکزیمم تا رنج 100 آمپر را پوشش می‌دهد. پس برای رنج بالای 100 آمپر گزینه مناسب استفاده از کلید اتوماتیک، کنتاکتور و بی متال است. در غیر این صورت می‌توانید از دستگاه‌هایی نظیر سافت استارترها یا درایوهای کنترل دور موتور بهره ببرید.

مشخصات یک کلید حرارتی

1- این تجهیز دارای یک جفت کلید قطع و وصل و یا یک کلید گردان است.

2- دارای یک پتانسیومتر کوچک داخلی به منظور تنظیم جریان است که می‌توان با یک پیچ‌گوشتی ریز آن را تغییر جهت داد.

3- یک کلید یا یک روزنه کوچک برای تست کلید و اطمینان از سالم بودن آن در نظر گرفته شده است.

4- دارای ترمینال‌های قدرت ورودی و خروجی در بالا و پایین کلید است.

5- اماکنی برای نصب تجهیزات جانبی در کناره کلید یا بر روی آن وجود دارد. برای آشنایی کامل با تجهیزات جانبی کلیدهای حرارتی نگاهی به مقاله تجهیزات جانبی کلید حرارتی بیندازید.

ویژگی‌های یک کلید حرارتی

منظور از ویژگی‌ها اشاره به قابلیت‌های منحصربه‌فرد کلید در کنار دیگر تجهیزاتی است که می‌توان در یک مدار به‌جای کلید حرارتی به کار برد. این ویژگی‌ها عبارت‌اند از:

• قدرت قطع بالا (10 کیلو آمپر به بالا)
• قابلیت استفاده در رنج جریانی بالا (حداکثر تا 100 آمپر)
• عدم قطع جریان برق و مقاومت بالا در مقابل بار لحظه‌ای
• قابلیت کنترل و فرمان‌پذیری ساده
• پوشش جریانی منعطف از 0.1 الی 100 آمپر

و…

خصوصیات و قابلیت کلید حرارتی

• فرمان‌پذیری و کنترل آن
• امکان اتصال در زیر بار
• امکان تنظیم دقیق جریان مطابق با جریان نامی الکتروموتور
• قطع کامل و مستقیم جریان برق شبکه در صورت مواجه با خطاهای نامبرده شده
• با توجه به پوشش کاملاً پوشیده و پلاستیکی مقاوم، دارای ایمنی بالا برای اپراتور است

ساختار کلید حرارتی چگونه است؟

این کلید از دو فلز ناهم‌جنس تشکیل شده است. این دو فلز از ضریب انبساط متفاوتی ساخته شده است و کاملاً بر روی هم جوش خورده‌اند. در شرایط اضافه بار، جریان خروجی ایجاد حرارت می‌کند و در این شرایط فلز بی متال به سمت فلزی که ضریب انبساط کمتری دارد خم شده و در نتیجه کلید جریان برق را قطع می‌کند.

ساختار کلید را در تصویر زیر مشاهده می‌کنید:

a- مکانیزم عملکرد

b- پوشش روی کلید

c- هادی (شینه) ثابت کلید

d- محل نصب تجهیز جانبی کلید که قابل نصب بر روی کلید باشد.

e- بدنه پشتی کلید (زیر فریم جلویی)

f- محفظه مخصوص جرقه‌ها یا آرک

g- صفحه متحرک آرک

h- بخش هادی متحرک کلید

i- پوش بار کلید حرارتی

j- قسمت انتهایی بدنه که امکان نصب کلید بر روی ریل مینیاتوری را میسر می‌کند.

k- سیم‌پیچ‌ها

l- واحد قطع کننده کلید در شرایط اضافه بار

m- پیستون

انواع کلید حرارتی

کلیدهای حرارتی در برندهای معتبر بازار، عموماً در سه تیپ تولید می‌شوند:

الف) تیپ کوچک که از 0.1 تا 32 آمپر است.

ب) تیپ متوسط که از رنج 32 تا محدوده 60 یا  80 آمپر است.

ج) تیپ بزرگ که برای رنج جریانی 60 یا 80 آمپر الی 100 آمپر است.

2- از نظر نوع سوئیچ نیز کلیدهای حرارتی در دو دسته هستند:

الف) جفت سوئیچ ON/OFF که بنام Toggle شناخته می‌شود.

ب) سوئیچ گردان که بنام Rotary شناخته می‌شود.

3- همچنین دو نوع راه اندازی برای کلیدهای حرارتی داریم که باید در نظر گرفته شود:

الف) راه اندازی مخصوص الکتروموتورهای سبک با مدت زمان 20 ثانیه (جریان راه اندازی حداکثر تا 5 برابر جریان نامی)

ب) راه اندازی مخصوص الکتروموتورهای سنگین با مدت زمان 4 ثانیه (جریان راه اندازی حداکثر تا 10 برابر جریان نامی)

کاربرد کلید حرارتی

این تجهیز برای موارد زیر قابل استفاده است:

• کلید زنی ایمن بارهای الکتروموتوری
• محافظت قابل تنظیم از بار
• حفاظت از الکتروموتور در برابر خطاهای الکتریکی رایج آن
• امکان ایجاد تأخیر حرارتی در زمان روشن شدن الکتروموتور که ناشی از اضافه بار در زمان راه اندازی است.

نحوه عملکرد کلید حرارتی

الکتروموتور در زمان راه اندازی اولیه دارای جریان کشی لحظه‌ای چند برابری است. بر همین اساس باید تجهیزی وجود داشته باشد که ضمن حفاظت از الکتروموتور در مقابل اضافه بار و اتصال کوتاه، اجازه عبور این جریان برای راه اندازی آن را بدهد. چنانچه شما از مینیاتوری برای این امر استفاده کنید احتمالاً در همان لحظه کلید قطع خواهد کرد.

کلید حرارتی با در نظر گرفتن دو جریان حرارتی و مغناطیسی این مشکل را رفع می‌کند. کلید حرارتی خطای اضافه بار را با جریان حرارتی تشخیص داده و خطای اتصال کوتاه با جریان مغناطیسی آشکار می‌شود. برای آشنایی بیشتر با این جریان‌ها مقاله کلید حرارتی چیست شما را راهنمایی می‌کند.

تفاوت کلید حرارتی با بی متال

گفتیم که مهم‌ترین شباهت کلید حرارتی با بی متال در داشتن رنج جریان قابل تنظیم استاندارد و کنتاکت‌های کمکی است. حال به تفاوت‌های مهم این دو کلید اشاره می‌کنیم:

• فرمان قطع مدار

کلید حرارتی می‌تواند مستقیماً از محل اتصال قدرت، فرمان قطع مدار را صادر کند. در مقابل، بی متال نوعی تجهیز جانبی است که فرمان قطع را به مدار فرمان می‌دهد.

• نوع حفاظت

حفاظت کلید حرارتی از نوع اتصال کوتاه و اضافه بار است. در حالی که تمرکز بی متال حفاظت در برابر اضافه بار و گرمای بیش از حد الکتروموتور است.

• کلید استارت استاپ / ری‌ست

بر روی کلید حرارتی شستی‌های استارت استاپ یا ON/OFF قرار گرفته است. اما تنها کلید موجود بر روی بی متال، کلید استارت مجدد یا RESET است که تیغه‌های آن را به حالت اول باز می‌گرداند.

• تجهیز کامل / تجهیز جانبی

کلید حرارتی یک تجهیز کامل است در صورتی که رله بی متال یک تجهیز جانبی است که بدون کنتاکتور کارایی مناسب را ندارد.

• محل نصب

کلید حرارتی بر روی ریل یا بر روی صفحه تابلو نصب می‌شود. کلید بی متال در زیر کنتاکتور و توسط شین‌های متصل به آن نصب می‌شود.

تفاوت کلید حرارتی با کلید مینیاتوری

• قابلیت تنظیم جریان

در کلیدهای حرارتی (در بازه استاندارد) قابلیت تنظیم جریان وجود دارد. در مقایسه، رنج جریان در کلید مینیاتوری ثابت است.

• قدرت قطع

کلیدهای حرارتی در بازار در قدرت قطع متنوعی وجود دارند. حداقل قدرت قطع کلیدهای حرارتی استاندارد مطرح بازار 10 کیلو آمپر است. در مقابل قدرت قطع در همه انواع کلید مینیاتوری ثابت است.

• نوع حفاظت

کلید مینیاتوری بر اساس بارهای متفاوت دارای تایپ‌های متفاوت برای بخش بی‌متالی خود است. این در حالی است که کلید حرارتی منحصراً برای بارهای موتوری تولید می‌شود.

• تعداد پل‌ها

کلید حرارتی برای سیستم‌های سه فاز به صورت سه پل تولید شده است. این در حالی است که کلیدهای مینیاتوری در انواع تک تا چهار پل تولید شده و می‌توانند حفاظت بر روی نول نیز داشته باشند.

نحوه نصب کلید حرارتی

شما می‌توانید یک کلید حرارتی را برای سیستم سه فاز یا تک‌فاز به‌آسانی نصب نمایید. در مقاله روش نصب کلید حرارتی ما به طور کامل و با جزئیات به روش نصب آن برای هر دو مدار پرداخته‌ایم.

در حالت ساده و بدون استفاده از تجهیزات جانبی برای این تجهیز، شما لازم است تا برق دریافتی از شبکه را که از خروجی بریکر دریافت نموده‌اید به ترمینال‌های قدرت ورودی کلید سیم‌کشی یا کابل‌کشی نمایید. در ادامه با توجه به جریان نامی الکتروموتور و سیم‌بندی ترمینال‌های آن بر اساس اطلاعات موجود بر روی پلاک آن (وضعیت ستاره و مثلث)، سه سیم یا کابل سه رشته از زیر ترمینال‌های خروجی کلید حرارتی گرفته و به ترمینال‌های الکتروموتور متصل می‌کنید. حال بریکر را در وضعیت فعال قرار می‌دهد تا برق به پشت کلید حرارتی برسد. با فعال کردن یا چرخاندن دسته‌کلید حرارتی، الکتروموتور روشن می‌شود.

نکات خرید کلید حرارتی

• کلید حرارتی را بر اساس توان نامی الکتروموتور تهیه نمایید.
• پیش از خرید بر اساس نقشه رسم شده، تجهیزات جانبی مورد نیاز خود را مشخص نمایید.
• می‌توانید کلید را بر اساس جریان بی‌متالی آن مطابق با جریان الکتروموتور تهیه نمایید.
• از برندهای معتبر و استاندارد تهیه نمایید.

جدول رنج کلیدهای حرارتی و نحوه انتخاب کلید حرارتی

جدول رنج کلیدهای حرارتی وابسته به برند تولیدکننده آن است. البته باید گفت که میزان مشابهت‌پذیری این دسته‌بندی در میان برندها بالاست و تابع یک استاندارد مصرفی است. بر اساس جریان راه اندازی و جریان نامی می‌توانید کلید حرارتی خود را انتخاب کنید. در زیر جدول کلید حرارتی یکی از برندها را برای شما قرار داده‌ایم:

این مقاله شما را به طور مختصر و نسبتاً کاملی با کلیدهای حرارتی آشنا می‌کند. شما می‌توانید با مطالعه مقاله‌های تکمیلی نگارش شده در خصوص کلیدهای حرارتی و تجهیزات جانبی آنها، به اطلاعات کاملی در خصوص این تجهیز به دست آورده و دقیق‌تر تجهیز مورد نیاز خود را انتخاب کنید.

برای تهیه این محصول می‌توانید نگاهی به قسمت خرید محصولات کلید حرارتی سایت بیندازید و برندها را با یکدیگر مقایسه نمایید. برق و انرژی آماده ارائه مشاوره در زمینه‌های فنی و خرید تجهیزات برق صنعتی به شما مشتریان و علاقه‌مندان عرصه برق است. شما می‌توانید از طریق فضای مجازی و یا تماس تلفنی با ما در ارتباط باشید. انرژی در دستان تو!