راهنمای جامع کلید حرارتی + کلید حرارتی چیست؟ + طرز کار آن

کلید حرارتی در صنعت برق و تجهیزات الکتریکی یکی از اجزای حیاتی در حفظ ایمنی و عملکرد بهینه تجهیزات الکتروموتوری و مدارهای قدرت به‌شمار می‌آید. برای تضمین کارکرد موتورهای الکتریکی و عملکرد بهینه آن ها از کلید حرارتی یا کلید محافظ موتور استفاده می کنند. کلید MPCB، قابل قطع زیر بار بوده و می تواند مدار موتور را در حین کار قطع یا وصل نماید.

احتمالاً درباره ی کلید حرارتی سؤالاتی مختلفی در ذهن دارید. پرسش هایی از قبیل:

کلید حرارتی چیست و چگونه کار می کند؟

نحوه تنظیم کلید حرارتی چگونه است؟

جدول انتخاب کلید حرارتی برای موتور به چه شکل است؟

نحوه تست کلید حرارتی چگونه صورت می‌گیرد؟

انواع رنج کلید حرارتی به چه شکل است؟

تفاوت کلید حرارتی و بی متال چیست؟

قیمت کلید حرارتی تک فاز و سه فاز چقدر است؟

جای نگرانی نیست. در این مقاله که یک راهنمای کامل کلید حرارتی است قصد داریم تا علاوه بر معرفی، نحوه عملکرد، انواع، کاربردها و مزایای استفاده از کلید محافظ موتور، پاسخ های روشنی را به سؤالات مطرح شده در بالا دهیم. بنابراین توصیه می کنیم خواندن این مقاله کامل درباره کلید MPCB را از دست ندهید.

کلید حرارتی چیست؟ (کلید MPCB چیست؟)

کلید حرارتی دستگاهی است که جهت محافظت از موتورهای الکتریکی در برابر اضافه ‌بار طراحی شده است. در بازار، کلید محافظ موتور را با نام MPCB نیز می‌شناسند. این عبارت مخفف Motor Protection Circuit Breaker (به معنای مدار حفاظت قطع‌کننده‌ی موتور) است. این کلید به‌طور مستقیم در مدار قدرت موتور قرار می‌گیرد و در صورت افزایش بیش از حد جریان، عمل قطع مدار را انجام می‌دهد. این تجهیز از جمله کلیدهای قابل قطع زیر بار می باشد؛ که جهت روشن و خاموش کردن موتور، هم چنین محافظت از موتورها در زمان راه اندازی و کار، در مقابل اضافه بار و اتصال کوتاه و سطوح ولتاژ ناپایدار به کار می رود.

در پاسخ به اینکه کلید حرارتی چه کاربردی دارد باید گفت که کلید های حرارتی نقش‌های مهمی، به ویژه در عملکرد سیستم‌های موتور محور در بسیاری از صنایع، ایفا می‌کنند تا خطرات احتمالی که سبب آسیب به موتورها و خرابی‌های مکرر آن ها می‌شود را کاهش دهند.

نحوه عملکرد کلید حرارتی

هنگامی که جریان عبوری از موتور بیشتر از مقدار تعیین شده باشد، دمای کلید افزایش می‌یابد. این افزایش دما باعث می‌شود تا تیغه های فلزی به کار رفته در کلید شروع به گرم شدن کنند. با گرم شدن بیش از حد، انبساط غیر هم‌زمان دو فلز باعث خم شدن تیغه می‌شوند. این دو فلز به دلیل آنکه ضریب انبساط مختلفی دارند، کلید به سمت فلز با ضریب کم‌تر انبساط، خم می‌شود و در نتیجه مدار قطع می‌شود.

این فرآیند زمان‌بر است، به طوری که در شرایط ناپایدار کوتاه‌مدت مانند راه‌اندازی موتور، عملکرد قطع اتفاق نمی‌افتد، اما در صورت وجود اضافه‌بار مداوم، کلید محافظ موتور عمل می‌کند و سبب قطع مدار می گردد.

نحوه تنظیم کلید حرارتی

برای حفاظت از انواع تجهیزات الکتریکی در برابر افزایش دما و همینطور اضافه بار و اتصال کوتاه از کلید محافظ موتور استفاده می‌شود. برای آنکه تنظیم کلید محافظ موتور را به درستی انجام دهید در ابتدا باید بدانید که میزان جریان نامی دستگاه یا موتور چقدر است؟ برای دانستن جریان نامی می‌توانید مشخصات روی پلاک موتور را مشاهده کنید. پس از آن مقدار جریان کلید محافظ موتور را با استفاده از پیچ تعبیه شده روی آن، با جریان نامی موتور یا دستگاه تنظیم کنید. بهتر است تنظیم را کمی کمتر از جریان نامی انجام دهید تا در صورت هرگونه نوسان، دستگاه از خطر سوختگی یا آسیب محفوظ بماند. پس از آنکه جریان را به درستی تنظیم کردید می‌بایست کلید را با روشن و خاموش کردن دستگاه تست کنید تا از عملکرد صحیح کلید در هنگام اضافه بار اطمینان حاصل کنید.

انواع کلید حرارتی

کلید محافظ موتور را می توان بر اساس ساختار و عملکرد آن به دو دسته ی زیر تقسیم کرد:

۱- کلید حرارتی تک فاز: یکی از انواع کلید های حرارتی است که برای حفاظت از موتور های الکتریکی تک فاز، پمپ های تک فاز و سایر تجهیزات که از موتورهای القایی استفاده می کنند، به کار می رود.

۲- کلید حرارتی سه فاز: کلید محافظ موتور سه فاز نوع دیگری از کلید های حرارتی است که یک تجهیز مهم در برق صنعتی می باشد که برای حفاظت موتورهای سه فاز و سایر مصرف‌کننده‌های سه فاز در برابر اضافه بار و اتصال کوتاه به کار می رود.

جدول انتخاب کلید حرارتی

برای انتخاب و خرید کلید حرارتی مناسب برای موتور، باید چند پارامتر کلیدی را در نظر گرفت که مهم‌ترین آن‌ها جریان نامی و ولتاژ نامی موتور است. در ادامه جدول انتخاب کلید حرارتی برای موتور ارائه شده است تا بتوانید انتخاب دقیق‌تری داشته باشید.

انواع رنج کلید حرارتی

رنج کلید حرارتی به بازه جریان قابل تنظیم یا جریان اسمی کلید گفته می‌شود که بسته به نوع، برند و سری کلید محافظ موتور متفاوت است. برای مثال کلید حرارتی اشنایدر سری GV2M رنج جریان از 0.16 تا 32 آمپر و سری GV2P رنج جریان از 0.25 تا 32 آمپر و سری GV3P رنج جریان از 9 تا 80 آمپر و سری GV7R رنج جریان از 15 تا 220 آمپر است. این کلیدها برای موتورهای تا حدود 110 کیلووات مناسب هستند.

کلید حرارتی هیوندای نیز رنج جریان نامی از 0.1 تا 80 آمپر است که دارای قدرت قطع اتصال کوتاه تا ۱۰۰ کیلو آمپر می‌باشد. این کلید ها دارای استانداردهای IEC60947-2 و IEC60947-4-1 هستند. قیمت کلید حرارتی هیوندای نسبت به دیگر برندهای کلید محافظ موتور مانند کلید حرارتی زیمنس و اشنایدر به مراتب پایین‌تر و مقرون به صرفه تر است. از جلمه کلید های حرارتی برند هیوندای می‌توان به کلید محافظ موتور هیوندای 13 تا 18 آمپر و کلید محافظ موتور هیوندای 2.5 تا 4 آمپر اشاره کرد. حتماً می بایست در انتخاب کلید حرارتی به آمپر آن و تناسب آمپر با جریان نامی موتور توجه ویژه ای داشته باشید.

بیش‌تر بخوانید: راهنمای خرید کنتاکتور

نحوه تست کلید حرارتی

تست کلید محافظ موتور از جمله مواردی است که برای اطمینان از عملکرد کلید انجام می شود که شامل موارد زیر است:

۱- ابتدا کلید را در حالت روشن (START یا ON) قرار دهید.

۲- سپس دکمه یا شستی تست کلید حرارتی را فشار دهید. اگر کلید به درستی عمل کند، باید قطع شود و جریان را قطع نماید. این عمل نشان‌دهنده سالم بودن کلید محافظ موتور است.

۳- برای تست دقیق‌تر و اطمینان از عملکرد کلید حرارتی، می‌توان با استفاده از دستگاه تست یا مولتی‌متر، شرایط اضافه بار یا اتصال کوتاه را شبیه‌سازی کرد و عملکرد کلید را بررسی نمود. در تست با مولتی‌متر، دستگاه را روی حالت تست بوق (Continuity) قرار داده و پایه‌های مولتی‌متر را به پایه‌های کلید MPCB متصل می‌کنند؛ اگر صدای بوق شنیده شود، کلید سالم است و در غیر این صورت معیوب است.

استفاده از شستی کلید یکی از ابتدایی ترین روش های تست کلید محافظ موتور است. همچنین باید گفت که بهتر است بررسی عملکرد کلید حرارتی با استفاده از مولتی متر،‌ توسط تکنسین ها صورت گیرد.

تفاوت کلید حرارتی و بی متال

کلید MPCB و بی متال دارای تفاوت های مختلفی است. اما اصلی ترین و مهم ترین تفاوت این دو کلید این است که کلید های حرارتی علاوه بر اضافه بار از اتصال کوتاه نیز محافظت می کنند در صورتی که کلید بی متال فقط از اضافه بار محافظت می‌کند و توانایی قطع اتصال کوتاه را ندارد.

باید گفت که کلید MPCB معمولاً ترکیبی از یک بیمتال (برای حفاظت حرارتی) و یک بخش مغناطیسی است که در اثر افزایش جریان اتصال کوتاه سریعاً عمل می کند. اما کلید بی متال از دو فلز غیر همجنس با ضریب انبساط حرارتی متفاوت تشکیل شده که با گرم شدن خمیده شده و باعث قطع مدار می‌شود.

آخرین تفاوت این دو کلید در قطع آن ها است. کلید های حرارتی مدار قدرت را مستقیماً قطع و وصل می‌کنند و می‌توانند به صورت مستقل و بدون نیاز به کنتاکتور در مدار موتور نصب شود. در حالی که بی متال معمولاً مدار فرمان را قطع می‌کند و به کنتاکتور متصل است؛ یعنی با قطع مدار فرمان کنتاکتور، مدار قدرت قطع می شود.

بنابر این انتخاب کلید حرارتی به عنوان محافظ کامل‌تر موتورهای الکتریکی در برابر اضافه بار و اتصال کوتاه امری ضروری است. همچنین خوب است بدانید که بی متال بیشتر به عنوان محافظ اضافه بار در کنار کنتاکتور برای موتورهای الکتریکی کاربرد دارد.

قیمت کلید حرارتی تک فاز و سه فاز

قیمت کلید حرارتی سه فاز و تک فاز بسته به نوع برندی که دارند و همینطور آمپر آن ها، با یکدیگر متفاوت هستند. در حال حاضر برندهای معتبری از کلید های حرارتی در بازار موجود هستند که شما می‌توانید بسته به کاربرد و بودجه ای که در نظر گرفتید، هر یک از آن ها را خریداری کنید.

به طور کلی عوامل مختلفی نظیر ظرفیت جریان، برند سازنده، تک فاز یا سه فاز بودن و تجهیزات جانبی همراه نظیر کنتاکت کمکی کلید حرارتی می تواند بر قیمت این تجهیز تأثیرگذار باشد.

بهترین برند کلید حرارتی با قیمت مناسب کدام است؟

اگر بودجه بالایی برای خرید کلید حرارتی در نظر گرفته اید، برندهای اشنایدر و زیمنس می‌توانند انتخاب مناسبی باشند. اما اگر بودجه محدودی دارید و به دنبال محصولی با کیفیت و خوبی هستید، برندهای هیوندای و ال اس می توانند گزینه خوبی باشند. همچنین اگر توان خرید برندهای گفته شده را ندارید و بودجه شما محدود است بهتر است به سراغ برند چانت بروید.

نکات مهم در انتخاب و خرید کلید حرارتی

برای انتخاب و خرید کلید حرارتی استاندارد و کارآمد باید عوامل زیر را مد نظر قرار دهید:

توان و جریان نامی موتور
نوع بار (مداوم یا ضربه‌ای)
مکان نصب (داخل تابلو یا فضای باز)
امکانات اضافی نظیر ترمینال کمکی، نشانگر خطا یا ارتباط با سیستم‌های کنترلی

با در نظر گرفتن این موارد همراه با برندی که انتخاب می کنید باعث می‌شود تا خریدری مطمئن را داشته باشید.

تفاوت کلید حرارتی با کلید مینیاتوری چیست؟

کلید های حرارتی علاوه بر قطع مدار در صورت اضافه ‌بار، قابلیت تنظیم جریان متناسب با موتور را دارد و پس از رفع مشکل، قابل ریست شدن است و مخصوص حفاظت از الکتروموتورها در برابر اضافه ‌بار و اتصال کوتاه است. درحالی‌که کلید مینیاتوری برای محافظت از مدارهای روشنایی، پریزها، و بارهای سبک در برابر جریان بیش از حد و اتصال کوتاه استفاده می‌شود. بیشتر در تابلوهای برق خانگی و اداری کاربرد دارد. برای درک بهتر این دو تجهیز باید بدانید که کلید مینیاتوری چیست؟ تا بتوانید این دو تجهیز را از نظر عملکرد با یکدیگر مقایسه کنید.

سخن پایانی

کلید محافظ موتور یک ابزار حیاتی در حفاظت از موتورهای الکتریکی و تجهیزات صنعتی محسوب می‌شود. انتخاب صحیح، نصب اصولی و تنظیم دقیق این کلید می‌تواند از بروز بسیاری از خسارات مالی و فنی جلوگیری کند. استفاده از برندهای معتبر و توجه به ویژگی‌های فنی باعث افزایش ایمنی، کارایی و طول عمر سیستم‌های برقی خواهد شد. در آخر باید گفت که بهتر است کلید محافظ موتور را از فروشگاه های معتبر خریداری کنید.

سؤالات متداول

چگونه کلید حرارتی مناسب برای یک موتور انتخاب کنیم؟

باید بر اساس جریان نامی موتور (که روی پلاک موتور نوشته شده)، کلیدی با رنج تنظیم مناسب انتخاب شود.

کلید حرارتی سه‌فاز چه تفاوتی با نوع تک‌فاز دارد؟

نوع سه‌فاز برای موتورهای سه‌فاز طراحی شده و در صورت عدم تعادل یا قطع یکی از فازها هم عمل می‌کند، در حالی که نوع تک‌فاز برای بارهای تک‌فاز کاربرد دارد.