تفاوت رله اضافه بار حرارتی و کلید محافظ موتور

در این مقاله قصد داریم در مورد تفاوت رله اضافه بار حرارتی و کلید محافظ موتور صحبت کنیم.

فهرست مطالب

• 1- مقدمه
• 2- رله اضافه بار حرارتی
• 3- قطع‌کننده مدار محافظ موتور
• 4- تفاوت رله اضافه بار و قطع‌کننده مدار محافظ موتور

————————————————–

1- مقدمه

هر موتور، برای اطمینان از کارکرد طولانی مدت و ایمن و همچنین جلوگیری از اتلاف زمان ناشی از خرابی، باید از تمام خطاهای احتمالی محافظت‌‍ شود.

تقریباً تمام صنایع برای کنترل فرآیندها و تولیدات خود به موتور الکتریکی متکی هستند.

از این رو لازم‌است که موتور را در برابر هرگونه خرابی، ایمن کنیم.

به طور کلی، به دو نوع حفاظت برای مدارهای موتور نیاز‌است که عبارتند از حفاظت از اتصال کوتاه و حفاظت از اضافه بار.

در صورت جریان زیاد، حفاظت از اتصال کوتاه باید بسیار سریع انجام‌شود، در حالی که حفاظت از اضافه بار معمولاً با تأخیر صورت می‌گیرد تا موتور بتواند جریان بیشتری را هنگام راه اندازی بکشد.

حال می‌خواهیم نگاهی گذرا به تفاوت بین این دو نوع حفاظت بیندازیم:

حفاظت اتصال کوتاه

در حفاظت از اتصال کوتاه، برای تریپ مدار به صورت فوری در هنگام رسیدن جریان به آستانه مشخص، از یک مکانیسم الکترومغناطیسی استفاده‌می‌‍شود.

آستانه جریان در حدود ده برابر یا بیشتر از جریان راه اندازی موتور در حالت کار نرمال موتور تنظیم شده‌است تا در هنگام راه اندازی عادی موتور از تریپ مدار جلوگیری‌شود.

حفاظت اضافه بار

حفاظت اضافه بار (حرارتی) با‌استفاده از یک نوار دو فلزی کار می‌کند.

بدین صورت که گردش جریان در مدار قدرت موجب بالا رفتن حرارت و گرم شدن دو فلز و در نهایت خم شدن آن‍‌ها و قطع مدار می‌شود.

————————————————–

2- رله اضافه بار حرارتی

رله اضافه بار وسیله‌ای‌‌است که از موتور الکتریکی در برابر اضافه بار و خرابی فاز محافظت می‌کند.

بارگذاری بیش از حد موتور را حس‌می‌کند و جریان برق به موتور را قطع‌می‌کند و در نتیجه آن را از گرمای بیش از حد و آسیب سیم پیچ محافظت‌می‌کند.

رله‌های اضافه بار را می‌توان به صورت زیر طبقه بندی کرد:

• 1- رله‌های اضافه بار حرارتی دو فلزی (بیمتال)
• 2- رله‌های اضافه بار الکترونیکی
• اصول کار موارد فوق کمی با یکدیگر متفاوت‌است.

1) رله اضافه بار حرارتی دو فلزی (بیمتال)

همانطور که در بالا توضیح داده‌شد، یک رله حرارتی دو فلزی بر مبنای خاصیت گرمایش نوار دو فلزی کار می‌کند.

در روش گرمایش مستقیم، جریان کامل از طریق رله در موتور گردش می‌یابد. بنابراین، رله مستقیماً توسط جریان گرم می‌شود. اما در مورد گرمایش غیر مستقیم، نوار دو فلزی در تماس نزدیک با هادی حامل جریان در داخل رله قرار می‌گیرد. گردش جریان بیش از حد به موتور، هادی و در نتیجه نوار دو فلزی را گرم می‌کند. از این رو، هادی باید عایق باشد تا جریانی از نوار عبور نکند.

درصورت علاقه به این مبحث، پیشنهاد می کنیم مقاله بیمتال-رله اضافه بار را مطالعه کنید.

2) رله اضافه بار الکترونیکی

رله های اضافه بار الکترونیکی برخلاف رله اضافه بار حرارتی دو فلزی دارای نوار دو فلزی در داخل نیستند و به جای آن، از سنسورهای دما یا ترانسفورماتورهای جریان استفاده‌می‌کنند تا میزان جریانی که از موتور می‌گذرد را حس کنند. این نوع رله برای حفاظت، از فناوری مبتنی بر ریزپردازنده استفاده‌می‌کند.

دما با استفاده از PTC اندازه‌گیری می‌شود و از آن برای قطع مدار در صورت بروز خطاهای اضافه بار استفاده‌می‌شود. برخی از رله­‌های اضافه بار الکترونیکی دارای ترانسفورماتورهای جریان و سنسورهای اثر هال هستند که به طور مستقیم میزان گردش جریان را حس می‌کنند.

————————————————–

3- قطع‌کننده مدار محافظ موتور (کلید محافظ موتور)

قطع‌کننده مدار محافظ موتور یا MPCB یک دستگاه الکترومکانیکی‌است که سه عملکرد مهم را برای موتور الکتریکی انجام می‌دهد که عبارتند از:

• – ایزوله کردن
• – حفاظت موتور در برابر اضافه بار و اتصال کوتاه
• – کنترل موتور (روشن/خاموش کردن)

در صورت اضافه بار یا اتصال کوتاه، MPCB به طور خودکار مدار را قطع‌می‌کند.

قطع‌کننده مدار محافظ موتور دارای کنتاکت‌های داخلی‌است که خط منبع تغذیه را به بار متصل‌می‌کند.

علاوه براین یک سیم پیچ داخلی، جریان‌های اتصال کوتاه (مقادیر جریان زیاد یا خیلی زیاد) را تشخیص می‌دهد، در حالی که یک عنصر حساس به حرارت که روی دو فلز جوش داده‌می‌شود، جریان‌های اضافی (مقادیر جریان کمی بالاتر از مقدار اسمی) را که ممکن‌است به موتور آسیب برساند، تشخیص می‌دهد.

در صورت افزایش جریان، با تعیین سیم پیچ یا دو فلزی، کنتاکت­‌ها می توانند باز شوند.

————————————————–

4- تفاوت رله اضافه بار و قطع‌کننده مدار محافظ موتور

حال با دانستن تعریف هر یک از این قطعات کنترلی می‌توانیم به بررسی تفاوت هایشان بپردازیم که عبارتند از:

1- رله حرارتی یکی از رایج ترین قطعات کنترل الکتریکی‌است، که عمدتاً در محافظت از موتور و جلوگیری از بارگذاری بیش از حد موتور نقش دارد.

2- قطع‌کننده مدار محافظ موتور (که می‌توان آن را کلید محافظ موتور نیز نامید) می‌تواند به عنوان حفاظت از اضافه بار، اتصال کوتاه، حفاظت از خرابی فاز و توقف ناهمزمان موتور قفس سنجابی سه فاز استفاده‌شود.

همچنین این قطعه کنترلی برای حفاظت از خطوط توزیع و تبدیل بار، و همچنین ایزوله کردن مورد استفاده‌قرار‌می‌گیرد.

ویژگی‌های کلید محافظ موتور این امکان را فراهم می‌کند که از آن برای اتصال و ارتباط با کنتاکت‌های هشدار، تریپ شنت و کاهش ولتاژ و سایر لوازم جانبی استفاده‌شود.

3- تفاوت اصلی این قطعات کنترلی در اصول و روش کار آنهاست، اگرچه هر دو می‌توانند از موتور محافظت و از اضافه بار جلوگیری کنند.

با این حال، اصول کار رله حرارتی به این صورت‌است که جریانی که از عنصر حرارتی می‌گذرد، موجب ایجاد گرما، و در نتیجه تغییر شکل نوارهای دو فلزی با ضرایب انبساط متفاوت‌می‌شود.

هنگامی که تغییر شکل به فاصله معینی می رسد، میله اتصال برای عمل کردن تحت فشار قرار‌می‌گیرد.

در این حالت، کنتاکت های نرمالی کلوز (NC) روی رله حرارتی به صورت سری به مدار کنترل کنتاکتور موتور متصل می‌شوند.

پس از قطع کنتاکت NC، سیم پیچ کنتاکتور، برق خود را از دست می‌دهد و کنتاکت اصلی کنتاکتور قطع‌می‌شود.

در نتیجه حفاظت از موتور در برابر بار اضافه را متوجه‌می‌شود.

کلید محافظ موتور

برای درک اصول کار کلید حفاظت موتور می‌بایست هنگامی که کلید محافظ موتور به طور معمول کار می‌کند، دسته را فشار دهید تا منبع تغذیه روشن‌شود.

در این زمان، مکانیسم تریپ قفل‌است و کنتاکت نمی تواند عمل کند.

هنگامی که جریان خیلی زیاد‌است، نوار دو فلزی تغییر شکل داده و گیره قفل را فشار می‌دهد.

و هنگامی که جریان لحظه ای بیش از حد زیاد است، هسته آهنی مکیده‌می‌شود و قفل توسط پین کشش کشیده‌می‌شود.

هنگامی که افزایش دمای داخلی بیش از حد زیاد‌است، تغییر شکل نوار دو فلزی جبران می شود و کنتاکت تحت عمل فنر آزاد کننده‌قطع می‌شود، بنابراین عملکرد حفاظت از قطع‌کننده مدار شکن برای حفاظت موتور تکمیل میشود.

می‌بینیم که قطع کننده مدار محافظ موتور یک کلید الکتریکی جامع‌است که به طور مستقیم ویژگی های رله حرارتی و قطع کننده مدار را ادغام‌می‌کند.

و به این دلیل که مستقیماً روی مدار منبع تغذیه اصلی موتور نصب شده است، به جای اینکه مدار اصلی را از طریق کنتاکتور قطع کند، مستقیماً پس از احساس جریان اضافه، مدار اصلی را قطع‌می‌کند.

————————————————–

مراجع

THERMAL OVERLOAD RELAYS & MOTOR PROTECTION CIRCUIT BREAKERS

Do you know the difference between thermal relay and motor

Overload relay – Principle of operation, types, connection

مطالب مرتبط

کلید مینیاتوری ،انواع و نحوه ی عملکرد آن