کلید حرارتی اشنایدر چیست؟
کلید حرارتی که با نام Motor Circuit Breaker (MPCB) یا Motor Protection Circuit Breaker نیز شناخته می‌شود، یک تجهیز حفاظتی است که برای حفاظت موتور در برابر اضافه‌بار و اتصال کوتاه طراحی شده است.
کلید حرارتی اشنایدر توسط شرکت Schneider Electric تولید می‌شود و از خانواده‌های معروف آن می‌توان به TeSys GV اشاره کرد.
تفاوت مهم کلید حرارتی با یک کلید معمولی این است که کلید حرارتی علاوه بر امکان قطع و وصل مدار، برای شرایط کاری موتور طراحی شده و می‌تواند جریان موتور را در یک محدوده مشخص تنظیم کند.
وظیفه کلید حرارتی اشنایدر
کلید حرارتی معمولاً سه وظیفه اصلی دارد:
۱. حفاظت در برابر اضافه‌بار
اگر موتور برای مدت مشخصی بیشتر از جریان مجاز خود جریان بکشد، بخش حرارتی کلید عمل کرده و مدار را قطع می‌کند.
برای مثال، اگر جریان نامی موتور 10 آمپر باشد و موتور به دلیل بار مکانیکی زیاد، جریان بیشتری مصرف کند، کلید حرارتی پس از مدت مناسب می‌تواند موتور را از مدار خارج کند.
۲. حفاظت در برابر اتصال کوتاه
در صورت ایجاد اتصال کوتاه، جریان به‌شدت افزایش پیدا می‌کند.
بخش مغناطیسی کلید حرارتی این افزایش شدید جریان را تشخیص داده و مدار را سریع قطع می‌کند.
۳. قطع و وصل دستی موتور
کلید حرارتی معمولاً دارای مکانیزم دستی است و می‌توان از آن برای روشن و خاموش کردن مدار موتور نیز استفاده کرد.
ساختمان کلید حرارتی
کلید حرارتی اشنایدر از قسمت‌های مختلفی تشکیل شده است:
واحد حرارتی
این قسمت برای حفاظت در برابر اضافه‌بار استفاده می‌شود.
وقتی جریان بیش از مقدار تنظیم‌شده عبور کند، اثر حرارتی باعث فعال شدن مکانیزم قطع می‌شود.
واحد مغناطیسی
این قسمت وظیفه حفاظت در برابر اتصال کوتاه را بر عهده دارد.
در صورت افزایش بسیار شدید جریان، واحد مغناطیسی تقریباً به‌صورت آنی فرمان قطع می‌دهد.
ترمینال‌های ورودی و خروجی
در کلیدهای حرارتی سه‌فاز معمولاً سه ورودی و سه خروجی وجود دارد که موتور از طریق آن‌ها به مدار متصل می‌شود.
پیچ یا تنظیم جریان
در بسیاری از مدل‌های کلید حرارتی، محدوده جریان قابل تنظیم است.
مثلاً ممکن است یک مدل دارای محدوده:
6 تا 10 آمپر
باشد.
در این حالت تنظیم کلید باید متناسب با جریان نامی موتور و دستورالعمل سازنده انجام شود.
کلید حرارتی اشنایدر چگونه کار می‌کند؟
فرض کنید یک موتور سه‌فاز داریم.
مسیر کلی مدار به شکل زیر است:
برق سه‌فاز → کلید حرارتی → کنتاکتور → موتور
هنگامی که موتور روشن می‌شود، جریان از کلید حرارتی عبور می‌کند.
اگر جریان موتور در محدوده مجاز باشد، کلید به کار خود ادامه می‌دهد.
اما اگر موتور دچار اضافه‌بار شود، قسمت حرارتی کلید عمل می‌کند و مدار را قطع می‌کند.
اگر اتصال کوتاه رخ دهد، قسمت مغناطیسی وارد عمل شده و با سرعت بالا مدار را قطع می‌کند.
تفاوت کلید حرارتی و کنتاکتور
این دو تجهیز اغلب در کنار یکدیگر استفاده می‌شوند، اما وظیفه متفاوتی دارند.
| کنتاکتور | کلید حرارتی |
|---|---|
| برای قطع و وصل موتور | برای حفاظت و قطع مدار موتور |
| قابلیت کنترل از راه دور | معمولاً عملکرد دستی دارد |
| مناسب قطع و وصل مکرر | تجهیز حفاظتی است |
| حفاظت اصلی موتور را انجام نمی‌دهد | اضافه‌بار و اتصال کوتاه را تشخیص می‌دهد |
| با بوبین کار می‌کند | دارای حفاظت حرارتی و مغناطیسی است |
به همین دلیل یک مدار موتور معمولی می‌تواند به شکل زیر باشد:
کلید حرارتی → کنتاکتور → موتور
در این مدار، کلید حرارتی وظیفه حفاظت را بر عهده دارد و کنتاکتور وظیفه قطع و وصل موتور را انجام می‌دهد.
تفاوت کلید حرارتی و رله حرارتی
این دو تجهیز نیز با یکدیگر اشتباه گرفته می‌شوند.
رله حرارتی (Overload Relay) عمدتاً برای حفاظت موتور در برابر اضافه‌بار استفاده می‌شود و معمولاً همراه کنتاکتور نصب می‌شود.
اما کلید حرارتی می‌تواند حفاظت اضافه‌بار و اتصال کوتاه را در یک تجهیز ارائه دهد و امکان قطع دستی مدار را نیز فراهم کند.
به زبان ساده:
رله حرارتی → عمدتاً حفاظت اضافه‌بار
کلید حرارتی → حفاظت اضافه‌بار + اتصال کوتاه + قطع دستی
سری‌های کلید حرارتی اشنایدر
اشنایدر برای حفاظت موتور محصولات مختلفی در خانواده TeSys ارائه می‌کند.
از سری‌های شناخته‌شده می‌توان به TeSys GV اشاره کرد.
برای مثال در بازار ممکن است مدل‌هایی با کدهای خانواده GV2 یا GV3 را مشاهده کنید.
هر مدل دارای محدوده جریان و مشخصات خاص خود است، بنابراین هنگام انتخاب باید کد کامل محصول بررسی شود.
مزایای کلید حرارتی اشنایدر
مهم‌ترین مزایای این تجهیزات عبارت‌اند از:
- حفاظت موتور در برابر اضافه‌بار
- حفاظت در برابر اتصال کوتاه
- امکان تنظیم جریان
- قطع و وصل دستی
- ابعاد مناسب برای نصب در تابلو
- قابلیت هماهنگی با کنتاکتورهای TeSys
- امکان استفاده در مدارهای مختلف کنترل موتور
چگونه کلید حرارتی مناسب انتخاب کنیم؟
برای انتخاب کلید حرارتی مناسب، مهم‌ترین پارامتر جریان نامی موتور است.
فرض کنید روی پلاک موتور نوشته شده:
In = 8.5 A
در این حالت باید کلید حرارتی‌ای انتخاب شود که محدوده تنظیم آن، جریان کاری موتور را پوشش دهد.
برای مثال، یک کلید با محدوده:
6 تا 10 A
می‌تواند از نظر محدوده تنظیم مناسب باشد؛ اما انتخاب نهایی باید با توجه به پلاک موتور، روش راه‌اندازی، شرایط محیطی و مشخصات فنی سازنده انجام شود.
پارامترهای دیگری که باید بررسی شوند عبارت‌اند از:
- جریان نامی موتور
- ولتاژ کاری
- توان موتور
- تعداد فاز
- محدوده تنظیم جریان
- قدرت قطع اتصال کوتاه
- نوع کاربرد
- هماهنگی با کنتاکتور
- شرایط نصب و دمای محیط
یک مثال ساده
فرض کنید یک موتور سه‌فاز داریم:
توان موتور: 4 کیلووات
ولتاژ: 400V
جریان نامی: حدود 8A
در این شرایط باید ابتدا جریان واقعی درج‌شده روی پلاک موتور را بررسی کنیم و سپس کلید حرارتی‌ای انتخاب کنیم که محدوده تنظیم آن جریان 8 آمپر را پوشش دهد.
مدار می‌تواند به صورت زیر باشد:
شبکه سه‌فاز → کلید حرارتی → کنتاکتور → موتور
اگر موتور بیش‌ازحد بارگذاری شود، کلید حرارتی مدار را قطع می‌کند. برای روشن و خاموش کردن موتور نیز کنتاکتور توسط مدار فرمان کنترل می‌شود.
نکته مهم
کلید حرارتی جایگزین تمام تجهیزات حفاظتی تابلو نیست. در طراحی واقعی باید هماهنگی حفاظتی، جریان اتصال کوتاه احتمالی، کابل، کنتاکتور، موتور و تجهیزات بالادست نیز بررسی شود.
همچنین تنظیم کلید صرفاً بر اساس حدس یا توان موتور انجام نمی‌شود؛ جریان درج‌شده روی پلاک موتور و مشخصات فنی دقیق محصول مبنای مهم انتخاب و تنظیم هستند.
جمع‌بندی
کلید حرارتی اشنایدر یک تجهیز حفاظتی مخصوص مدارهای موتور است که با استفاده از حفاظت حرارتی و مغناطیسی از موتور در برابر اضافه‌بار و اتصال کوتاه محافظت می‌کند. سری‌های TeSys GV اشنایدر از گزینه‌های شناخته‌شده این حوزه هستند و معمولاً در کنار کنتاکتور برای تشکیل مدار راه‌اندازی و حفاظت موتور استفاده می‌شوند.
اگر بخواهی، می‌توانم در ادامه جدول کامل کلیدهای حرارتی اشنایدر GV2 و GV3، آمپراژ هر مدل، کاربرد هر مدل و نحوه سیم‌بندی کلید حرارتی با کنتاکتور را هم برایت آماده کنم.