بی متال(رله حرارتی)

بی متال(رله حرارتی)

رله حرارتی چیست؟

بی متال(رله حرارتی) قطعه الکتریکی که برای محافظت از اضافه‌بار موتورها یا سایر تجهیزات الکتریکی و مدارهای الکتریکی استفاده می‌شوند. در عملکرد واقعی موتور، مانند کشیدن ماشین‌آلات تولید به محل کار، اگر دستگاه غیرعادی باشد یا مدار غیرعادی باشد، موتور با اضافه‌بار مواجه می‌شود، سرعت موتور کاهش و جریان در سیم‌پیچ افزایش می‌یابد. دمای سیم‌پیچ موتور زیاد می‌شود. اگر جریان اضافه‌بار کم و زمان اضافه‌بار کوتاه باشد و سیم‌پیچ موتور از مقدار دمای مجاز تجاوز نکند، اضافه‌بار مجاز است.

 بااین‌حال، اگر زمان اضافه‌بار طولانی و جریان اضافه‌بار زیاد باشد، افزایش دمای سیم‌پیچ موتور از مقدار مجاز فراتر می‌رود. در این حالت سیم‌پیچ موتور کهنه می‌شود، طول عمر موتور کاهش می‌یابد و حتی در موارد جدی باعث سوختن سیم‌پیچ موتور می‌شود.

در چنین حالت‌هایی است که این نوع اضافه‌بار را موتور نمی‌تواند تحمل کند. دلیل استفاده از بی متال(رله حرارتی) برای قطع مدار موتور در صورت بار اضافی است که موتور توان تحمل آن را ندارد. پس وظیفه اصلی رله حرارتی و یا بی متال حفاظت از موتور در برابر جریان اضافه است.

بی متال(رله حرارتی) از المنت حرارتی، ورق بی متال و کنتاکت تشکیل شده است که در این میان بی متال عنصر کلیدی اندازه‌گیری است. ورق بی متال دو نوع فلز با ضریب انبساط حرارتی متفاوت دارد. ضلعی که ضریب انبساط حرارتی زیاد دارد لایه فعال و طرفی که ضریب انبساط حرارتی کمی دارد لایه غیرفعال نامیده می‌شود. انبساط حرارتی بی متال پس از گرم‌شدن ایجاد می‌شود. بااین‌حال، دولایه اول فلز به‌صورت نزدیک با هم ترکیب شده‌اند که باعث می‌شود ورق بی متال مانند یک طرف لایه غیرفعال خم شود. نیروی مکانیکی تولید شده توسط خم شدن ورق بی متال در اثر گرما باعث می‌شود که مدار را قطع کند.

بی متال تک‌فاز

بی متال(رله حرارتی) در خیلی از مدارها یا تجهیزات به کار می‌رود و وظیفه بی متال(رله حرارتی) تشخیص اضافه‌بار است. بی متال(رله حرارتی) تک‌فاز کاربردهای بسیار گسترده‌ای دارد که مهم‌ترین آنها را در زیر نام‌برده‌ایم:

بی متال(رله حرارتی) در بسیاری از مدارات و تجهیزات مانند ماشین لباسشویی، سرخ‌کن‌ها، پلوپز و غیره جهت تنظیم حرارت کنترلی به کار برده می‌شود.

یکی دیگر از این کاربردها بی متال(رله حرارتی)  در فن خودرو است که رله حرارتی وظیفه خاموش و روشن‌کردن فن خودرو را بر عهده دارد.
حفاظت از الکتروموتورهای تک‌فاز از دیگر کاربردهای بی متال(رله حرارتی) است.

قطعات لازم برای راه‌اندازی موتور‌های تک‌فاز

1. فیوز محافظ (می‌تواند فیوز کاردی، مینیاتوری، کلید حرارتی و… باشد)
2. کنتاکتور
3. بی متال(رله حرارتی) (در مواردی که کلید حرارتی وجود دارد، نیازی به بی متال نیست)
4. برای موتور‌های سه‌فاز علاوه بر موارد فوق کنترل فاز استفاده می‌شود.

کنتاکتور به‌عنوان یک المان راه‌انداز و فیوز و بی متال(رله حرارتی) به‌عنوان دو قطعه حفاظتی مورداستفاده قرار می‌گیرند که انتخاب درست هرکدام، علاوه بر افزایش راندمان، هزینه‌های تعمیر و نگهداری را نیز کاهش می‌دهد.

بی متال سه‌فاز

بی متال(رله حرارتی) جریان موتور را زمانی که یک وضعیت جریان بالا به دلیل خطای زمین، اتصال کوتاه، خرابی فاز یا گیرکردن مکانیکی ایجاد می‌شود، قطع می‌کند. بی متال(رله حرارتی) راهی ارزان برای جلوگیری از خرابی یا تشخیص لزوم تعمیر وتعویض موتورهای خراب در اثر جریان بیش از حد است.

بی متال(رله حرارتی) سه‌فاز دارای سه پل قدرت برای عبور جریان اصلی و دو کنتاکت فرمان است. یک کنتاکت برای بستن مسیر عبور جریان و قطع جریان کنتاکتور و دیگری برای اعمال بی‌متال است

که جنبه هشدار دهنده دارد. در واقع بی متال(رله حرارتی) سه‌فاز برای موتورهایی استفاده می‌شود که در آنها از جریان سه‌فاز عبور می‌کند.

انواع رله حرارتی

بی متال(رله حرارتی) را می‌توان به این صورت تعریف کرد که یک وسیله الکتریکی است که عمدتاً برای تقلید از نمونه‌های اولیه گرمایش موتور الکتریکی طراحی شده است. بی متال(رله حرارتی) جریان را زمانی که دستگاه تشخیص حرارت در رله به دمای ثابتی می‌رسد، قطع می‌کند.

طراحی یک رله حرارتی را می‌توان با یک المنت همراه با اتصالات، به‌طورکلی بسته انجام داد و زمانی که المنت بیش از حد داغ شود، قفل آن را باز می‌کند. اتصالات بی متال(رله حرارتی) را می‌توان به‌صورت سری هم انجام داد

این قطعه می‌تواند در بین خود موتور و کنتاکتور قرار گیرد تا از راه‌اندازی مجدد موتور در هنگام قطع بار اضافه جلوگیری شود.

بی متال(رله حرارتی) را به‌طورکلی به سه دسته می‌توان تقسیم کرد:

• بی متال(رله حرارتی) اتوماتیک
• بی متال(رله حرارتی) دستی
• بی متال(رله حرارتی) دستی و اتوماتیک

تفاوت بی متال و رله حرارتی

از بی متال برای محافظت از موتورهای الکتریکی و مدار آن‌ها در برابر اضافه‌بار استفاده می‌شود. مبنای کار این رله‌ها بر اساس اختلاف ضریب انبساط طولی دو فلز است. بر اثر عبور جریان دو فلز داغ می‌شوند و این گرما سبب افزایش طول آن‌ها می‌شود. بر اثر گرما دو فلز با هم به سمت فلزی که دارای طول کمتری است خم می‌شوند. در پی همین امر مدار قطع می‌شود.

در رله‌های حرارتی از سه تیغه استفاده شده است که سیم‌های حامل جریان را چند حلقه به‌دور تیغه‌ها می‌پیچند. زمانی که جریان بیش از حد مجاز به سیم و تیغه می‌رسد، تیغه گرم می‌شوند سپس خم می‌شود. حرکت هرکدام از این تیغه‌ها به یک اهرم فشار وارد می‌کند و سبب تغییر وضعیت کنتاکت باز و بسته می‌شود.

رله‌ حرارتی کنتاکت‌ها را با مکانیزم خمشی در نتیجه اختلاف ضرایب انبساط دوفلزی که توسط جریان گرم می‌شود، باز یا بسته می‌کند. رله حرارتی یک کنتاکتور مغناطیسی را برای محافظت از موتور در برابر اضافه‌بار سوئیچ می‌کند. رله حرارتی با یک کنتاکتور مغناطیسی ترکیب می‌شود زیرا به‌تنهایی نمی‌تواند مدار اصلی را تغییر دهد.
رله‌های حرارتی یک مزیت و برتری بیشتر نسبت به بی متال‌ها دارند. این رله‌ها علاوه بر اینکه از موتور در برابر جریان اضافی حفاظت می‌کنند، در مقابل اتصال کوتاه نیز موتور را مصون نگه می‌دارند. به‌عبارت‌دیگر چون حالت کلید دارند خاصیت قطع و وصل کردن جریان را نیز برعهده دارند. این در صورتی است که بی متال‌ها فقط نقش حفاظت از موتور را برعهده دارند.

اما به‌طورکلی ویژگی‌های هر یک به شرح زیر است:

• مشخصات بی متال:

  • بی متال نسبت به جریان حساس است و هر چه جریان شدت بیشتری داشته باشد حساسیت آن بیشتر است.
  • اگر در جریان عبوری در مدار به ۱۰ برابر جریان نامی برسد در کمتر از ۲ ثانیه مدار قطع می‌شود.
  • بی متال در مقابل درجه حرارت حساس است و این تنها نقطه‌ضعف آن هست.

مشخصات رله حرارتی:

• دارای کلید ۰ و ۱ و یا شاسی قطع و وصل برای کنترل دستی است.
• مانند بی متال درجه تنظیم جریان دارد.
• دارای کلید تست است جهت آزمایش سالم بودن
• سه‌فاز قدرت دارد که ورودی آن به برق و خروجی آن به موتور وصل است.

سوالات متداول