کلید MPCB یا حفاظت موتورچیست و چه کاربردی دارد؟

کلید MPCB یا حفاظت موتورچیست و چه کاربردی دارد؟

کلید حفاظت موتوری و یا کلید MPCB همانطور که از نام آن پیداست نوع خاصی از وسایل محافظ برقی‌است که به طور خاص برای موتورهای برقی طراحی‌شده‌است.

موتورهای الکتریکی کاربردهای زیادی دارند و برای هدایت دستگاههای مکانیکی از انواع مختلف استفاده‌می‌شوند، بنابراین محافظت مناسب از آنها با MPCB بسیار مهم‌است.

موارد زیر فقط چند نمونه از دستگاه‌های هدایت‌شده توسط موتورهای برقی در ساختمانهای تجاری و صنعتی‌است:

•  تهویه هوا ، چیلر ، کمپرسور ، پمپ حرارتی و برج های خنک کننده.
•  فن های استخراج و تزریق و همچنین واحدهای انتقال هوا.
•  سیستم های پمپاژ آب.
•  آسانسور و سایر دستگاه های بالابر
•  تسمه نقاله صنعتی و سایر ماشین آلات مورد استفاده در فرآیندهای تولید.
• در تمام این کاربردهای صنعتی و تجاری موتورهای برقی ، MPCB نقش اساسی در ارائه حفاظت الکتریکی دارد.

دستگاه محافظ مدار موتور چیست و عملکردهای آن چیست؟

کلید حفاظتی موتور و یا کلید MPCB  یک وسیله تخصصی الکترومکانیکی‌است که با مدارهای موتور 60 هرتز و 50 هرتز قابل استفاده‌است. این کلید چندین کارکرد دارد که به آن امکان تأمین برق ایمن برای موتورها را می‌دهد:

• محافظت در برابر خطاهای الکتریکی مانند اتصال کوتاه ، خطای خط به زمین و خطا های خط به خط. MPCB می‌تواند هرگونه خطای الکتریکی را که زیر ظرفیت شکست آن باشد ، قطع کند.
• محافظت از اضافه بار موتور ، هنگامی که یک موتور جریان الکتریکی را بالاتر از مقدار نامی خود برای مدت زمان طولانی می‌کشد. حفافظت اضافه بار معمولاً در MPCB قابل تنظیم‌است.
• محافظت از نامتعادلی فاز و از قطع فاز. هر دو شرایط می توانند موتور سه فاز را به شدت آسیب بزنندد ، بنابراین MPCB به محض تشخیص خطا ، موتور را در هر دو حالت جدا می‌کند.
• تأخیر حرارتی برای جلوگیری از روشن شدن موتور بلافاصله پس از اضافه بار ، باعث خنک شدن موتور می‌شود.

در صورت روشن بودن ، موتور می‌تواند به طور دائمی آسیب ببیند.
سوئیچینگ مدار موتور – MPCB ها به طور معمول برای این منظور به دکمه مجهز شده اند.
سیگنال خطا – اکثر مدل های کلید حفاظت موتوری دارای صفحه نمایش LED است که هرگاه MPCB قطع شود روشن می‌شود.

این یک علامت تصویری برای پرسنل مجاور است که یک خطا روی داده است و تا زمانی که خطا برطرف نشود ، موتور برق مجدداً وصل‌نمی‌شود.

 اتصال مجدد خودکار – برخی از مدل های MPCB در صورت وجود اضافه بار ، می توانند زمان خنک شدن را وارد کنند و پس از آن موتور به طور خودکار مجدداً راه اندازی می‌شود.

موتورهای برقی تجهیزات گران قیمت هستند ، بنابراین نقش قطع کننده مدار حفاظت موتور بسیار مهم‌است.

اگر از یک موتور به درستی محافظت نشود ، ممکن‌است انجام تعمیرات گران قیمت و یا حتی جایگزین کردن تجهیزات به طور کامل ضروری باشد.

یک موتور الکتریکی که به اندازه کافی با MPCB محافظت شود عمر بسیار طولانی تری خواهد داشت.

اصول عملکرد کلید حفاظت موتوری(کلید MPCB)

کلید حفاظت موتور را می توان زیر مجموعه ای از قطع کننده مغناطیسی حرارتی در نظر گرفت ، اما با کارکردهای اضافی که مخصوص محافظت از موتورهای الکنریکی طراحی شده اند. اصول کارکرد اصلی شبیه به سایر قطع کننده های مدار است.

از محافظت حرارتی برای محافظت از موتور الکتریکی در برابر اضافه بار استفاده‌می‌شود. این حفاظت بر اساس انبساط و انقباض کنتاکت ها (بی متالی می‌باشد) البته مدل‌های الکترونیکی نیز در بازار وجود دارد.

این بسیار مهم‌است که بدانیم حفاظت حرارتی دارای تاخیراست ، به این ترتیب اجازه می‌دهد جریانهای ورودی زیاد در هنگام راه اندازی موتور جریان یابد.

اما اگر موتور بنا به دلایلی قادر به شروع کار نباشد ، محافظت حرارتی در پاسخ به افزایش جریان ورودی افزایش موتور را قطع می‌کند.
محافظت مغناطیسی در هنگام وجود اتصال کوتاه ، خطای خط یا سایر خطای الکتریکی جریان بالا استفاده‌می‌شود. برخلاف حفاظت حرارتی ، حفاظت مغناطیسی آنی‌است. تا فوراً جریانهای خطای خطرناک را قطع کند.
تفاوت اصلی بین کلید MPCB و سایر قطع کننده‌های مدار در این‌است که MPCB می‌تواند مدار را در برابر نامتعادلی فاز و از قطع فاز محافظت کند. موتورهای سه فاز به منظور اجرای کارآمد به سه هادی برقدار با ولتاژ متعادل نیاز دارند. عدم تعادل بیش از 2٪ برای عمر سرویس موتور مضراست.

بنا بر این:

اگر به طور ناگهانی یکی از ولتاژهای فاز از بین برود ،در این حالت موتور حتی بیشتر آسیب‌می‌بیند ، زیرا موتور تنها با دو فاز کار می‌کند.

کلید حفاظت موتور قادر است با اندازه گیری اختلافات بین ولتاژهای فاز ، این شرایط را تشخیص دهد و در صورت بروز خطا بلافاصله موتور را جداکند.

توجه به این نکته ضروری است که عدم تعادل جریان فاز در سیستمهای سه فاز که دارای بارهای تک فاز جداگانه هستند طبیعی‌است اما وقتی مدار سه فاز به یک موتور الکتریکی وصل باشد قابل قبول نیست.
MPCB همچنین مجهز به مکانیزم قطع دستی‌است که امکان قطع موتورهای الکتریکی را برای تعویض یا نگهداری فراهم می‌آورد.

کلیدهای حفاظت موتور در طیف گسترده ای از جریان های نامی موجود است و یکی از بهترین ویژگی‌های آنها این‌است که بسیاری از مدل ها امکان تنظیم مقدار جریان را می‌دهند. این بدان معنی است که می توان همان MCPB را برای محافظت از موتورهای با ظرفیت های مختلف تنظیم کرد.

محافظت از موتور آسنکرون

بیشتر موتورهای مورد استفاده در صنعت موتورهای آسنکرون هستند ، همچنین این موتورها به عنوان موتورهای القایی قفس سنجابی شناخته می‌شوند.

این موتورها از توان سه فاز برای ایجاد یک میدان مغناطیسی دوار استفاده می‌کنند ، که به نوبه خود باعث چرخش روتور می‌شود و باعث ایجاد حرکت چرخشی‌می‌شود.

هنگام طراحی حفاظت الکتریکی برای موتور آسنکرون و انتخاب کلیدهای حفاظت از موتور ، فاکتورهای بسیار مهمی وجود دارند که باید در هنگام محافظت از انواع مدارهای الکتریکی در نظر بگیرند.

1.  موتورهای آسنکرون جریان راه اندازی بسیار زیاد را در هنگام راه اندازی می‌کشند، زیرا آنها باید یک میدان مغناطیسی دوار ایجاد کنند.

این جریان می‌تواند برای چند کسری از ثانیه به مقادیر 500 تا 800 درصد از مقدار نامی برسد. به همین دلیل ، محافظ مغناطیسی MPCB با مقادیر بیشتر از 10 برابر جریان نامی ، برخلاف برخی از انواع کلیدهای مینیاتوری که در مقادیر کمتر از 3 برابر جریان نامی کار می‌کنند ، عمل می‌کند.

در این موارد ، استفاده از قطع کننده مدار غیر از MPCB حتی اجازه راه اندازی موتور را قبل از تریپ‌های حفاظت مغناطیسی نمی‌دهد.

به منظور کاهش جریان ورودی ، یک روش بسیار متداول تکمیل کلید حفاظت موتور با کاهش دادن ولتاژ در زمان راه اندازی می‌باشد.

2. موتورهای آسنکرون نیاز دارند که هادیهای سه فاز از یک ولتاژ متعادل برخوردار باشند تا بتوانند به درستی کارکنند.

اگر هادی های فاز دارای عدم تعادل بیش از 2٪ باشند ، موتور با گذشت زمان دچار خسارت می‌شود و عمر بهره بردای کمتری خواهد داشت.

موتور الکتریکی همچنین گرمای بیش از حد دارد و باعث می‌شود هزینه های اضافی انرژی به عنوان تلفات گرمایی ایجاد شود. به همین دلیل ، یک قطع کننده (کلید) مدار موتور باید قادر به تشخیص نامتعادلی فاز باشد و بر این اساس موتور را قطع کند.

3. اگر یکی از فازها به طور کامل قطع‌شود ، موتور کار خود را ادامه می‌دهد اما جریان در دو فاز باقیمانده به دلیل نامتعادلی الکتریکی از مقدار نامی بالاتر می‌رود و احتمالاً سیم پیچ موتور را می سوزاند. به همین دلیل ، محافظ موتور باید به محض تشخیص عدم تعادل فاز یا قطع فاز ، بلافاصله موتور را قطع کند.

این به طور معمول با اندازه گیری اختلاف جریان بین فازها حاصل می‌شود. اگر یکی از جریانهای فاز در مقایسه با دو فاز دیگر بطور قابل توجهی بالا رود یا افت کند ، این نشانگر نامتعادلی‌است. به همین ترتیب ، اگر جریان یکی از فازها به صفر کاهش یابد و جریان دوفاز دیگر باقی بماند ، افت فاز رخ داده‌است.

پس چه نوع کلیدی برای محافظت از موتورهای آسنکرون قابل استفاده‌است؟ تولید کنندگان معمولاً برای رفع نیازهای آسنکرون برای حفاظت از موتور ، سه نوع کلید متفاوت برای حفاظت از موتور ارائه می‌دهند که برای طیف گسترده ای از ولتاژ و جریان وجود دارد.

تکمیل قطع کننده‌های(کلیدهای) مدار حفاظت از موتور با کنتاکتور بسیار متداول‌است تا امکان کنترل خودکار راه اندازی و قطع موتور فراهم‌شود.

این سیستم همچنین ممکن‌است شامل دستگاه حفاظت ازافت ولتاژ باشد که در صورت افت ولتاژ سیستم به میزان قابل توجهی از مقدار نامی ، موتور را قطع‌می‌کند.

سایزینگ (انتخاب) کلید حفاظت موتوری (راهنمای انتخاب)

دو عامل اصلی که اندازه کلید محافظت کننده مناسب موتور را تعیین می‌کنند ولتاژ نامی و جریان نامی پلاک خود موتوراست.

1. مقدار ولتاژ MPCB باید با ولتاژ نامی موتور مطابقت داشته باشد. به طور معمول ، از کلیدهای حفاظت موتور می توان در طیف گسترده ای از مقادیر ولتاژ مانند 230 ولت ، 380 ولت ، 415 ولت ، 440 ولت ، 500 ولت و 660 ولت AC استفاده کرد.
2. پس از مشخص شدن ولتاژ ، لازم است جریان روی پلاک موتورالکتریکی را بررسی کنید.

توجه به این نکته ضروری است که جریان کارکرد واقعی ممکن‌است پایین تر از جریان پلاک موتور باشد ، به خصوص اگر موتور تحت بار کامل نباشد.

با این وجود ، MPCB باید همیشه مطابق با مقدار جریان پلاک موتور انتخاب شود تا توانایی تحمل جریان در هنگام راه اندازی موتور امکان پذیر باشد.

به عنوان مثال

ممکن‌است یک موتور با جریان پلاک 20 آمپر جریان بسیار کمتری را در حین کار بکشد ، اما MPCB باید با توجه به مقدار 20 آمپر انتخاب‌شود ، یا در صورت استفاده در بار موتور، ممکن‌است قطع کند.

3. سپس کلیدهای حفاظتی موتور( می توانند به مقدار دقیق جریان که برای محافظت از موتور الکتریکی مناسب‌است ، کالیبره شوند.

آنها معمولاً دامنه تنظیم دارند. به عنوان مثال ، MPCB که دارای مقدار نامی 32 آمپراست ، ممکن‌است برای موتورهایی که دارای جریان نامی حداقل 22 آمپر هستند قابل استفاده‌باشد.

در صورتی که موتور الکتریکی با یک مدل کارآمدتر که به جریان کمتری نیاز دارد تعویض شود بسیار مفیداست زیرا تعویض کلید موتور ضروری نخواهدبود.

4. حتی اگر یک کلید حفاظتی موتور مطابق با موتور الکتریکی که محافظت می‌شود به درستی سایزشود ، استفاده از سیم کشی مناسب نیز مهم‌است.

برای تأمین حفاظت کافی ، سیم باید بتواند جریان ایمن را با خیال راحت تحمل‌کند. یک سیم با مقطع کم بیش از حد گرم می‌شود ، عایق ذوب می‌شود و حتی ممکن‌است با قطع کلید ، خطای الکتریکی رخ‌دهد

نمودار مشخصات کلید حفاظت موتوری

تولید کنندگان MPCB به طور معمول نمودارهایی را ارائه می‌دهند که مشخصات فنی کلید در آن ارائه شده‌است ، تا روند انتخاب ساده‌شود.

نمودار زیر ، به عنوان نمونه ، برای کلید موتور مدل SGV2-ME تولید شده توسط CGSLاست.

مقادیر جریان که محافظ حرارتی و مغناطیسی در آن کار می‌کنند در ستون های حرارتی و مغناطیسی نشان داده‌می‌شوند.

قبل از نصب MPCB ، تأیید اینکه مقدار نامی ولتاژ و جریان با موتور سازگار است ، بسیار مهم‌است.

نتیجه گیری از کلید حفاظتی موتور

قطع کننده های مدار(کلیدهای) حفاظت موتور نقش بسیار مهمی در ایمنی الکتریکی دارند زیرا موتورهایی که از آنها محافظت می‌شود دارای کاربردهای گسترده ای در ساختمان های تجاری و صنعت هستند.

موتورهای آسنکرون ، متداول ترین نوع موتور الکتریکی در تنظیمات صنعتی و تجاری ، دارای الزامات حفاظت ویژه ای هستند که فقط توسط یک قطع کننده مدار حفاظت موتور قابل تحقق است.

همچنین می توان MPCB را با سایر دستگاه های محافظت یا اتوماسیون مانند حفاظت از افت ولتاژ ، تایمر و کاهش ولتاژ راه اندازی تکمیل‌کرد.

انتخاب مناسب MPCB به منظور فراهم آوردن محافظت مطمئن موتور از اهمیت ویژه ای برخوردار است. MPCB با اندازه ی بزرگ حتی اجازه راه اندازی موتور را نمی‌دهد ، در حالی که یک MPCB بزرگ ممکن‌است قادر به تشخیص شرایط جریان بیش از حد برای محافظت از موتور الکتریکی نباشد.

لینک مرتبط با کلید حفاظت موتور:

طراحی و نصب تابلوهای ولتاژ متوسط (حقایقی که باید دانست)

لینک زبان اصلی مقاله :

Motor Protection Circuit Breaker or MPCB