توضیحات

بیمتال یا رله حراتی

برای حفاظت از موتورهای الکتریکی در مقابل اضافه بار جریان از رله های حرارتی (بی متال) استفاده می شود. بیمتال، محافظ موتور، overload relay، اسامی هستند که برای این تجهیز معمولا استفاده می شوند. اساس کار این رله ها بر پایه اختلاف ضریب انبساط طولی دو فلز به کار رفته است.
بر اثر عبور جریان از بی متال ،دو فلز گرم می شوند و طول آنها افزایش می یا بد. از آن جایی که ضریب انبساط طولی یکی از فلزات بیشتر از دیگری است. دو فلز با هم به سمت فلزی که ضریب انبساط طولی کمتری دارد خم می شود. در نتیجه مسیر عبور جریان کنتاکتها باز و مدار قطع می شود و این عمل باعث قطع و یا وصل مدار می شود. 

اساس کار بیمتال

در رله های حرارتی ، سه تیغه تعبیه شده که سیم حا مل جریان چند حلقه به دور آن پیچیده می شود. در اثر عبور جریان اضا فه بار، هادی ها گرم ، حرارات به بی متال منتقل می شود و با عث خم شدن تیغه می شود. حرکت و خم شدن هر یک از بی متالها به اهرمی فشا ر می آورد و با جا به جا شدن اهرم، یک میکرو سوئچ که دارای کنتاکت تبدیل باز و بسته است تغییر وضعیت می دهد و مدار فرمان را قطع می کند. برای افزایش سرعت عملکرد بی‌متال و جلوگیری از جرقه و سوختگی محل اتصال، از آهن‌ربا در بالا و پایین تیغهٔ دوفلزی استفاده می‌شود که نیروی مغناطیسی آن به بسته شدن سریع اتصال کمک می‌کند.

 رله بیمتال تنظیم پذیر است و برای هر رنج جریانی یک بیمتال با محدوده اطراف آن جریان بصورت استاندارد وجود دارد و متناسب با ابعاد و اندازه کنتاکتور، بیمتال نیز ابعاد و اندازه متفاوتی دارد. بیمتال به قسمت خروجی یا پایینی کنتاکتور وصل می شود و شامل سه عدد تیغه کنتاکت قدرت و دو عدد کنتاکت فرمان می باشد. یک عدد کنتاکت کمکی فرمان بسته، جهت قطع کردن تغذیه کنتاکتور در حالت اضافه بار و یک عدد کنتاکت کمکی باز، جهت ارسال آلارم سیگنال یا نویز جهت اطلاع اپراتور قرار دارد. با وصل شدن کنتاکتور مصرف کننده شروع به کشیدن جریان می کند و و در صورتی که جریان از جریان نامی یا کاری مصرف کننده بیشتر باشد و بیمتال نیز مربوط به همان رنج باشد، بر اثر عبور جریان بیشتر حرارت زیاد شده و سبب کار کردن بیمتال می گردد. با فعال شدن بیمتال تیغه های فرمان بیمتال تغییر وضعیت داده و در صورت استفاده از تیغه باز بیمتال در مسیر بوبین کنتاکتوری که به آن متصل است، کنتاکتور نیز قطع شده و مدار باز می شود.

انواع بی متال

بی متال ها از نظر عملکرد بعد از قطع مدار به سه دسته تقسیم میشوند:

1. بی متال دستی Hand یا Manual : بی متال های دستی بعد از عملکرد و قطع کردن مدار سرد شده و به حالت اولیه برمی گردد، ولی کنتاکت هایی که تغییر وضعیت داده اند در همان حالت باقی می مانند که برای وصل مجدد باید دکمه ریست (Reset) روی بی متال به صورت دستی فشرده شده تا کنتاکت ها به حالت اولیه برگشته و مدار برای وصل مجدد آماده گردد.از این نوع بی متال ها در سیستم هایی استفاده می شود که مدار فرمان آن ها به صورت اتوماتیک یا غیر اتوماتیک می باشد.
2. بی متال اتوماتیک (Auto) : بی متال های اتوماتیک در هنگام ایجاد خطا (اضافه بار) در سیستم های الکتریکی مدار مربوطه را از طریق کنتاکت بسته قطع می نماید و پس از مدت زمان معینی که سرد شد، دوباره کنتاکت ها به حالت اول باز می گردد.از این نوع بی متال ها در سیستم هایی استفاده می شود که مدار فرمان آن ها به صورت دستی کنترل می شود، مثل مدارهای راه اندازی ستاره و مثلث الکتروموتورهای سه فاز، جرثقیل هوایی ، بالابرها ، دستگاه های صنعتی ، خم کن برقی ، گیوتن ، دستگاه پرس و ….
3. بی متال دستی و اتوماتیک : کارخانه های سازنده بی متال برای جلوگیری از تنوع زیاد این محصول، بی متال های دستی و اتوماتیک ، را به صورت جداگانه نمی سازند. بلکه هر دو حالت بی متال در یک مجموعه ساخته می شود و توسط یک کلید که روی آن تعبیه شده برای تغییر حالت استفاده می شود.

اجزای مختلف یک رله حرارتی

• تیغه‌های اتصال به کنتاکتور
• ترمینال‌های اتصال به کابل موتور
• ترمینال مشترک مدار فرمان
• پیچ تنظیم جریان
• ترمینال‌های باز و بستهٔ مدار فرمان
• پیچ تغییر وضعیت
• دگمهٔ برگشت وضعیت

تفاوت بی متال  با کلید حرارتی

کلیدحرارتی و بی متال از نظر کارایی تقریبا شبیه به هم هستند و وظیفه هردو حافظت در برابر تجهیزات صنعتی است ولی دو تفاوت اصلی با آنها داشته و از نظر عملکرد بهتر از بی متال ها می باشد و ضریب امنیت بیشتری دارد، این دو تفاوت یکی در مورد قطع موتور بوده که در بی متال ها مدار فرمان را قطع می کند و در مورد کلید حرارتی مستقیما سه فاز مدار قدرت را قطع کرده و باعث قطع موتور می شود و مورد دوم در این است که کلید حرارتی هم در جهت حفاظت از مدار در مقابل جریان حرارتی بوده و هم در هنگام جریان مغناطیسی می باشد ولی بی متال فقط جریان حرارتی را محافظت می کند. در واقع در اثر اضافه بار و داغ شدن موتور جریان حرارتی آن بالا رفته و در اثر اتصال کوتاه و یا اتصال با بدنه جریان مغناطیسی موتور بالا می رود و کلید حرارتی می تواند از موتور در مقابل هر دوی این موارد محافظت کند.

نحوه نصب بی متال یا رله اضافه بار حرارتی و پیچ تنظیم

نحوه نصب بی متال  بسیار ساده است کافیست شاخک های بی متال را به خروجی کنتاکتور وصل کرده و مدار فرمان آن را ببندیم .
دارای درجه تنطیم جریان است که تنظیم آن برابر با جریان نامی متور است
نکته: در صورت قرار داشتن بی متال در مدار حتماً باید از فیوز مینیاتوری هم در مدار استفاده کنیم تا آن را در مقابل جریان مغناطیسی محافظت کند زیرا بی متال فقط محافظ جریان حرارتی است.

بیمتال زیمنس

بیمتال زیمنس سری 3RU در خانواده تجهیزات فشار ضعیف زیمنس SIRIUS قرار دارد که این خانواده از محصولات زیمنس به صورت کلی تشکیل شده از تجهیزات سوئیچینگ از قبیل (کنتاکتور زیمنس ، کلید حرارتی زیمنس ، بیمتال زیمنس ، تجهیزات شبکه مربوط به تجهیزات فشار ضعیف ، کلید ها و شستی های زیمنس ، چراغ های آلارم زیمنس ، سافت استارتر زیمنس و منبع تغذیه زیمنس) می باشد.

از جمله ویژگی های این سری از بیمتال زیمنس عبارتند از: 

• test function(جهت تست عملکرد trip خوردن بیمتال)
• rest function
• یک تیغه NC و NO
• درجه حفاظت IP20
• امکان تنظیم جریان قطع

مشخصات فنی بیمتال زیمنس

بر روی بیمتال یک دکمه تغییر وضعیت دستی و اتوماتیک وجود دارد که در حالت دستی پس از اضافه بار و قطع شدن مدار توسط بیمتال، اپراتور می بایست به صورت دستی بیمتال را RESET نماید، اما در حالت اتوماتیک پس از عمل کردن بیمتال، پس از گذشت زمانی معین بیمتال به صورت اتوماتیک ریست می گردد. بیمتال عمدتا برای حفاظت موتور در حالت سه فاز بکار برده می شود و به پایین کنتاکتور وصل می شود. در صورتی که نیاز بود برای موتور تکفاز استفاده گردد، تنها کافیست دو فاز بیمتال را با هم سری نماییم و سیم فاز را از آن دو فاز عبور دهیم و سیم نول را از محل کنتاکت سوم عبور دهیم، در این حالت در صورت بوجود آمدن اضافه بار و عبور جریان اضافی بیمتال عمل می کند و مدار قطع می گردد.

اجزای تشکیل دهنده بیمتال زیمنس یا رله حرارتی Siemens

• تیغه های مسی جهت اتصال به کنتاکتور
• ترمینال های خروجی جهت ارتباط به کابل های مصرف کننده
• کنتاکت های باز و بسته مدار فرمان
• زبانه یا پیچ جهت تنظیم جریان یا حساسیت بیمتال
• پیچ تغییر وضعیت به دو حالت دستی و اتومات
• دکمه ریست یا وضعیت برگشت به حالت اولیه

برخی از نکات قابل توجه در بیمتال زیمنس

• در حالتی که خطا در یکی از فاز ها رخ بدهد دو فاز دیگر نیز قطع می گردند.
• در صورتی که جریان عبوری به 10 برابر جریان نامی برسد بیمتال پس از 2 ثانیه مدار قدرت و فرمان را قطع می کند.
• بیمتال ها نسبت به درجه حرارت محیط حساس هستند.
• اگر به صورت دائم جریانی معادل 10 درصد اضافه بار از بیمتال عبور کند، بیمتال پس از 2 ساعت بصورت اتوماتیک مدار را قطع می نماید.

نکته قابل تامل این است که بیمتال زیمنس جهت عمل کردن و قطع مدار نیاز به گرم شدن تیغه ها دارد، یعنی مدت زمان کوتاهی جهت گرم شدن تیغه ها و عمل کردن بیمتال می بایست وجود داشته باشد. به همین جهت در صورت وجود خطای اتصال کوتاه در یک مدت زمان کوتاه میزان بسیار بالایی از جریان از بیمتال می گذرد و قبل از آنکه بیمتال بتواند عمل کند تیغه های آن در اثر حرارت بالا از بین می روند. برای جلوگیری از این مشکل جهت حفاظت خطای اتصال کوتاه در مدار کلید بریکر اتوماتیک یا مینیاتوری استفاده می شود تا در صورت بروز این خطا به سرعت کلید اتوماتیک مدار را قطع کند تا بیمتال خراب نشود.

 انتخاب رنج  بیمتال زیمنس در سایز های S0 و  S00 و S2

شرکت زیمنس با ارائه بیمتال زیمنس در رنج های مختلف جریانی از 0.11 آمپر تا 100 آمپر،  باعث انتخاب مناسب بیمتال مطابق با رنج جریانی الکتروموتورهای موجود در صنعت شده است.

• بیمتال سایز S00 : این سایز از بیمتال دارای رنج ها مختلفی میباشد که حداکثر رنج در این سایز از بیمتال دارای حداکثر جریان 16 آمپر می باشد. از این سایز بیمتال حداکثر برای مصرف کننده تا توان 7.5 کیلو وات میتوان استفاده کرد.

• بیمتال سایز S0 : این سایز از بیمتال دارای رنج ها مختلفی میباشد که حداکثر رنج در این سایز از بیمتال دارای حداکثر جریان 40 آمپر می باشد. از این سایز بیمتال حداکثر برای مصرف کننده تا توان 18.5 کیلو وات میتوان استفاده کرد.

• بیمتال سایز S2 : این سایز از بیمتال دارای رنج ها مختلفی میباشد که حداکثر رنج در این سایز از بیمتال دارای حداکثر جریان 80 آمپر می باشد. از این سایز بیمتال حداکثر برای مصرف کننده تا توان 37 کیلو وات میتوان استفاده کرد.

• بیمتال سایز S3 :این سایز از بیمتال دارای رنج ها مختلفی میباشد که حداکثر رنج در این سایز از بیمتال دارای حداکثر جریان 100 آمپر می باشد. از این سایز بیمتال حداکثر برای مصرف کننده تا توان 45 کیلو وات میتوان استفاده کرد.

ابعاد بیمتال زیمنس 73 آمپر 3RU2136-4KB0 ، سایز S2