MPCB یا کلید حرارتی مغناطیسی چیست ؟
به طور کلی وسایل حفاظتی موتور و یا هر نوع مصرف کننده را از شبکه قطع می کنند. البته این وسایل حفاظتی باید به گونه ای انتخاب شوند که در هنگام راه اندازی موتورها، جریان راه اندازی (که چند برابر جریان نامی موتور است) باعث قطع مدار شود. در کلید حرارتی یک بی متال تعبیه شده است که وقتی جریانی بیش از جریان نامی از آن عبور کند گرم می شود و مدار را قطع می کند. بی متال عمکرد سریعی ندارد و مدت زمانی طول می کشد تا عمل کند
•کلید مغناطیسی
نقش کلید مغناطیسی در مدار، حفاظت سیستم های الکتریکی در برابر جریان زیاد است. ساختمان این رله برای هر فاز از یک هستۀ آهنی که به دور هر کدام چند دور سیم (روپوش لاکی) پیچیده شده تشکیل شده است. این سیم پیچ یا بوبین سر راه هر فاز قرار می گیرد.
در جریان عادی جریان مدار از طریق دو کنتاکت به هم وصل شده وارد بوبین می شود و از آن عبور می کند و میدان مغناطیسی ضعیفی به وجود می آید که کاری انجام نمی دهد. اما عبور جریان اتصال کوتاه میدان مغناطیسی شدیدی به وجود آورده و باعث می شود هسته آهنی حرکت کند و این حرکت، اهرم قطع را به کار می اندازد. به بیان دیگر نیروی مغناطیسی هسته زیاد شده و تیغه مقابل را به سمت خود می کشد در نتیجه اهرم متصل به کنتاکت بالایی آزاد شده و توسط فنر دو کنتاکت از هم جدا می شوند و مدار قطع می شود. تیغۀ قطع نیز در مدار فرمان مثل یک شستی استوپ عمل می کند.
عملکرد کلید حرارتی مغناطیسی
کلید حرارتی مغناطیسی کاربرد بیشتری نسبت به کلید حرارتی یا مغناطیسی دارند. زیرا در اغلب موارد مصرف کننده های الکتریکی بخصوص موتورها هم در مقابل اتصال کوتاه و هم در برابر اضافه بار حفاظت می شوند. اغلب موتورهای مورد استفاده در صنعت، موتورهای آسنکرون از نوع قفس سنجابی هستند. موتورهای الکتریکی تجهیزات گران قیمتی هستند بنابراین حفاظت از آن ها بسیار مهم است. پس استفاده از این کلید ضروری است.
کلید اتوماتیک حرارتی مغناطیسی یک دستگاه الکترومکانیکال است که برای حفاظت موتورها در فرکانس ۵۰ و ۶۰ هرتز استفاده می شود. همان گونه که از اسم این کلید مشخص است به منظور حفاظت موتورهای تک فاز و سه فاز کاربرد دارد.
در کلید حرارتی مغناطیسی یک بی متال وجود دارد. در هنگام اضافه بار بی متال گرم می شود و عمل می کند. علاوه بر بی متال یک رله مغناطیسی نیز در کلید وجود دارد. برای محافظت و کنترل مصرف کننده و الکتروموتور در مقابل جریان های شدید (اتصال کوتاه) از رله مغناطیسی که اصول کار آن براساس پدیدۀ الکترومغناطیس پی ریزی شده است، استفاده می شود.
•کلید حفاظت موتوری
کلید حفاظت موتوری یک نمونه از انواع کلید خودکار است و می تواند جریان شدید الکتروموتور را در زمان راه اندازی تحمل کند، بدون اینکه کلید قطع شود.کلید محافظ می تواند موتور را در مقابل اتصال کوتاه، تک فاز شدن الکتروموتور، افت ولتاژ و اضافه بار حفاظت کند. برای کار کردن رله، معمولاً آن را بر روی جریان معینی تنظیم می کنند (۵٫۱ تا ۸٫۱ برابر جریان نامی). زمانی که جریان از حد تنظیم شده بیشتر شود، قسمت حرارتی رله عملکرده و مدار را قطع می کند.
قسمت مغناطیسی این رله از یک هستۀ متحرک و یک بوبین تشکیل شده است که هستۀ متحرک از طریق نیروی یک فنر به طرف بالا کشیده می شود. زمانی که جریان از حد تنظیم شده بالاتر رود یا در مدار اتصال کوتاه به وجود آید، بوبین مغناطیس شده، هسته متحرک را به سمت پایین می کشد و باعث قطع کنتاکت های متصل به هستۀ متحرک می شود در نتیجه رله مدار را قطع می کند.
در مدارات کنتاکتوری، اغلب برای حفاظت مدار و مصرف کننده ها در برابر اتصال کوتاه، از فیوز و یا کلید مینیاتوری و برای حفاظت در برابر اضافه بار یا قطع شدگی یک فاز، از بی متال که حداقل در مسیر دو فاز قرار می گیرد استفاده می شود. بنابراین استفاده از کلیدهای حرارتی مغناطیسی می تواند جایگزین مناسبی برای کلید مینیاتوری و بی متال باشد
رنج کلید حرارتی مغناطیسی
رنج کلید حرارتی مغناطیسی اشنایدر معمولاً در سری GV2M از ۰٫۱۶ تا ۳۲ آمپر و در سری GV2P از ۰٫۲۵ تا ۳۲ آمپر و در سری GV3P از ۹ تا ۸۰ آمپر و در سری GV7R از ۱۵ تا ۲۲۰ آمپر است و برای موتورهای تا ۱۱۰ کیلو وات مناسب هستند. کلید حرارتی مغناطیسی را می توان براساس توان نامی و یا جریان نامی موتور انتخاب نمود.
در صورت استفاده از توان نامی موتور به ازای هر اسب بخار (هر اسب بخار معادل ۷۴۶ وات)، حدوداً جریان ۱٫۵ آمپر و به ازای هر کیلو وات حدوداً جریان ۲ آمپری به عنوان جریان نامی موتور در نظر گرفته می شود.با ضرب این جریان در محدوده ۱٫۲ تا ۲ برابر رنج جریان مغناطیسی کلید محافظ موتوری، که همان جریان نامی کلید است به دست می آید. جریان بی متال کلید حرارتی مغناطیسی باید برابر با جریان نامی موتور تنظیم شود.
کلیدهای اتوماتیک حرارتی مغناطیسی در موارد زیر عمل می کنند
- سوئیچینگ مدار موتور
- حفاظت قابل تنظیم اضافه بار موتور
- حفاظت در مقابل خطاهای الکتریکی مانند اتصال کوتاه
- تأخیر حرارتی برای روشن شدن مجدد موتور به دلیل خنک شدن موتور در اثر اضافه بار
کلیدهای حرارتی مغناطیسی معمولاً برای راه اندازی دو جریان مختلف استفاده می شود
- کلید محافظ موتور برای راه اندازی سبک که جریان راه اندازی را درصورتی که از ۵ برابر جریان نامی تجاوز نکند به مدت ۲۰ ثانیه نگه می دارد.
- کلید محافظ موتور برای راه اندازی های سنگین در صورتی که جریان راه اندازی از ۱۰ برابر جریان نامی تجاوز نکند، به مدت ۴ ثانیه تحمل می کند. در نتیجه این کلید در شرایط سخت تری از کلید اتوماتیک معمولی با رلۀ جریان بالا کار می کند.
هماهنگی تجهیزات در سیستم های راه اندازی موتور
براساس استاندارد IEC-947-4-1 (استاندارد کنتاکتورها و راه اندازی موتورهای الکترومکانیکی)، ۴ نوع هماهنگی یا Coordination برای انتخاب تجهیزات راه اندازی موتور تعریف می شود:
بدون هماهنگی (NO Coordination)
با ریسک بالا برای کاربر و همچنین آسیب و صدمات فیزیکی برای تجهیزات.
هماهنگی نوع ۱ (Coordination Type 1)
قیمت تجهیزات پایین تر بوده و قبل از راه اندازی مجدد، سیستم راه اندازی باید بازبینی و احتمالاً تعمیر شود. قابلیت اعتماد سیستم (Reliability) چندان مد نظر نیست.
نتیجه: زمان کارکرد تجهیزات در این حالت اهمیت پیدا می کند. میزان زمانی که ماشین آلات باید بیکار باشند قابل ملاحظه است. برای بازبینی، تعمیر و یا تعویض، به اپراتور ورزیده و با تجربه و یا تجهیزات پیشرفته نیاز است. به عنوان مثال سیستم های تهویه در ساختمان های تجاری.
هماهنگی نوع ۲ (Coordination Type 2)
در این حالت امکان هیچ گونه آسیب و یا برهم خوردن تنظیمات در تجهیزات وجود ندارد.
نتیجه: تجهیزات پس از هر خطا و یا مشکلی، به سرعت به حالت کار عادی باز می گردد. هیچ گونه پیشگیری و احتیاطی مورد نیاز نیست. برای مثال می توان به سیستم های آتش نشانی و اطفاء حریق اشاره کرد.
کلید حرارتی مغناطیسی چه تفاوتی با بیمتال دارد؟
عملکرد کلید حرارتی مغناطیسی شبیه بی متال است اما تفاوت هایی بین بی متال و کلید حرارتی وجود دارد که سبب شده است عملکرد کلید حرارتی بهتر از بی متال باشد. کلید حرارتی مدار قدرت را قطع و وصل می نماید ولی بی متال مدار فرمان را قطع می کند از سوی دیگر کلید حرارتی در برابر خطای جریان حرارتی (اضافه بار) و خطای جریان مغناطیسی (اتصال کوتاه) عمل می کند ولی بیمتال تنها در برابر خطای جریان حرارتی که در اثر جریان اضافه بار ایجاد شده است واکنش نشان می دهد. بر روی کلید حرارتی کلید یا شاسی قطع و وصل وجود دارد، در صورتی که این کلید بر روی بیمتال دیده نمی شود. کلید حرارتی به عنوان یک کلید اتوماتیک قبل از کنتاکتور و در قسمت مدار قدرت و ابتدای تغذیه قرار می گیرد، ولی بی متال بعد از کنتاکتور قرار گرفته و بر روی مدار فرمان عمل می کند. به دلیل مجموعه عوامل و مزایای گفته شده در بالا، می توان دریافت که ضریب اطمینان جهت قطع و وصل و هم چنین دقت عملکرد کلید حرارتی از بی متال بیشتر است.
