خرید بی متال (Bimetal) | قیمت رله حرارتی

بی متال چیست؟

 بیمتال یا رله اضافه بار حرارتی یک قطعه‌ی برقی است که جهت حفاظت از الکتروموتور‌های مدارات قدرت در برابر جریان حرارتی طراحی شده است. گاهی اوقات در خطوط اتوماسیون صنعتی همزمان با بالا رفتن جریان و در نتیجه بالا رفتن حرارت امکان بروز آسیب‌های شدیدی به مدار وجود دارد، که برای حل این مشکل از یک تجهیز ساده، مهم و بسیار پر کاربرد به نام بی‌متال تله مکانیک باید استفاده کرد.

رله حرارتی، رله‌ای حفاظتی محسوب می‌شود که در برابر اضافه بار در همه‌ی تابلو برق‌ها به کار می‌رود. بی متال تابلو برق متشکل از دو فلز ناهمجنس و با ضرایب انبساط طولی مختلف است این دو فلز به نوعی در حرارت و با استفاده از غلتک به هم پرس می‌شوند به طوری که به صورت یک تکه دیده می‌شوند. هنگامی‌که حرارت ایجاد شده توسط عبور جریان در مدار بالا می‌رود و باعث گرم شدن و در نتیجه انبساط دو فلز (که در حالت نرمال صاف هستند) و خمیده شدن آن ها می‌شود، قطع مدار اتفاق می‌افتد. و با سرد شدن مجددا به حالت اولیه خود بر می‌گردد. جنس این دو فلز معمولا فولاد و مس یا برنج است که معمولا با جوشکاری، پرچ و یا لحیم کاری به هم متصل می‌شوند. شرایط عملکرد رله حرارتی در دما های -20 تا +60 درجه سانتی گراد متغیر است. جدا از اضافه بار بیمتال می‌تواند موتور را در مقابل خطای فاز و عدم تعادل فاز نیز محافظت نماید.

نحوه‌ی عملکرد و قابلیت ‌های بیمتال

پس از پاسخ به سوال بیمتال چیست؟ به نحوه‌ی کارکرد رله حرارتی یا بیمتال می‌پردازیم. کار بیمتال یا رله حرارتی بر اساس تفاوت ضریب انبساط فلز‌هایی همچون برنج و آهن است و به این دلیل که ضریب انبساط یک فلز از دیگری بیشتر است و زودتر و بیشتر در برابر دما افزایش طول دارد و هر دو فلز به سوی فلزی که ضریب کمتری دارد خمیده می‌شوند. هر یک از این بیمتال ها به یک اهرم فشار وارد می‌کند در نتیجه یک میکروسوئیچ که دارای کنتاکت تبدیل باز و بسته است تغییر وضعیت می‌دهد و مسیر عبور جریان بسته می‌شود و مدار به حالت باز در می‌آید. همین ایجاد بار اضافه در مدارات برق رله حرارتی که فرمان قطع به کنتاکتور می‌دهد به این معناست که  بی متال مستقیم مدار قدرت را قطع نمی‌کند و همواره باید به کنتاکتور وصل باشد و از این رو به بی متال کنتاکتور نیز معروف است.

گاهی مواقع رله اضافه بار حرارتی آهسته عمل می‌کند و یا ایجاد جرقه می‌کند و محل های اتصال می‌سوزند و سوختگی ایجاد می‌کنند. برای رفع چنین مشکلاتی، دو آهن ربا در پایین و بالای تیغه دو فلزی قرار داده می‌شود، هنگام وارد کردن نیروی مغناطیسی به آنها، باعث بسته شدن سریع اتصال می‌شود و در نتیجه از ایجاد سوختگی جلوگیری می‌کند.

اجزای بیمتال

• تیغه‌های ورودی جهت اتصال به کنتاکتور
• ترمینال‌های خروجی جهت اتصال به کابل‌های مصرف کننده موتور
• پیچ تنظیم جریان یا حساسیت بی متال (این جریان را با توجه به جریان نامی ‌موتوری که به آن متصل است و قرار است از آن محافظت کند تنظیم می‌کنیم)
• پیچ تغییر وضعیت حالت دستی و اتوماتیک
• دکمه‌ی برگشت وضعیت اولیه جهت بازگشت بیمتال به مدار

مشخصات روی بی متال ها

• بر روی بی متال سه فاز معمولا سه شاخک جهت عبور جریان سه فاز و اتصال به کنتاکتور وجود دارد که پایه های مدار قدرت بیمتال محسوب می‌شوند.
• پایه های مدار قدرت ((T1 T2 T3 ترمینال‌های خروجی بی متال جهت ارتباط به ورودی مصرف کننده یا موتور
• روی بیمتال‌ها، چند عدد کنتاکت فرمان جهت استفاده در مدار فرمان قرار دارد. که معمولا شامل دو عدد کنتاکت کمکی بسته (NC) (جهت قطع کردن تغذیه کنتاکتور در حالت اضافه بار) و دو عدد کنتاکت کمکی باز (NO) (جهت ارسال آلارم سیگنال یا نویز جهت اطلاع اپراتور) می‌باشد. کنتاکت معمولاً بسته‌ی بی‌متال با شماره‌های ۹۵-۹۶ جهت قطع مدار تغذیه بوبین کنتاکتور به کار می‌رود و کنتاکت معمولاً باز آن با شماره‌های ۹۷-۹۸ جهت اطلاع یا وصل کردن مدارهای اضطراری به کار می‌رود.
• دکمه‌ی تغیر وضعیت دستی و اتومات، شاسی (RESET) یا پیچ تنظیم HA  یا MA  که H  و M حلت دستی یا منوال و A  حالت اتوماتیک است. وقتی بیمتال عمل میکند کنتاکت هایش تغیر وضعیت می‌دهند و باید برای بازگرداندن به حالت اولیه و نرمال دکمه ی ریست را فشار داد و اگر بخواهیم پس از هر بار عملکرد کنتاکت ها، بیمتال به صورت خودکار مجدادا وارد مدار شود باید بیمتال را روی حالت A یا اتوماتیک قرار بدهیم در غیر این صورت پس از هر بار عملکرد بیمتال باید ریست بشود. دکمه Reset در بعضی بی متال ها به صورت جداگانه قرار دارد و در بعضی بی متال ها همراه با پیچ H/A و در بعضی دیگر با دکمه TEST قرار دارد.
• شاسی(STOP)  برای آزمایش قطع مدار فرمان تعبیه شده است تا کاربر از اتصال صحیح مدار اطمینان حاصل کند.
• شاسی (TEST) برای تست و آزمایش صحیح عملکرد بی متال و سالم بودن یا خراب بودن آن مورد استفاده قرار می‌گیرد، به این صورت که وقتی که این دکمه را فشار می‌دهیم باید مدار قطع شود و این نشانه‌ی سالم بودن مدار است.

• پیچ تنظیم رنج جریان یا حساسیت بی متال: رله‌های حرارتی (بی‌متال) تنظیم‌پذیر هستند این جریان را با توجه به جریان نامی موتوری که به آن متصل است و قرار است از آن محافظت کند تنظیم می‌کنیم. گستره ی تنظیم جریان در بیمتال ها بسیار متنوع  است از 0.28 تا 800 امپر و می‌توان آن‌ها را به گونه‌ای تنظیم کرد که جریان‌هایی بین ۱٫۰۵ تا ۱۰ برابر جریان نامی موتورها را قطع کنند.

انواع بی متال الکتریکی

بیمتال‌ها معمولا بر حسب نوع ریست شدن در مدارات (برگشت به حالت اولیه) به سه دسته تقسیم می‌شوند:

1. بی متال‌های دستی
2. بی‌متال‌های اتوماتیک
3. بیمتال های دستی و اتوماتیک

• بی متال دستی

در بی‌متال دستی(H) ، (M) به معنای Hand و یا همان Manual، بعد از اینکه بی متال در مدار عمل می‌کند و مدار قطع می‌شود، فلز بیمتال سرد شده و به حالت اولیه خود برمی‌گردد، ولی کنتاکت های داخل بیمتال که برای قطع کردن مدار تغییر حالت داده اند، در همان حالت باقی می‌مانند و برای برگرداندن آنها به حالت اولیه باید دکمه Reset که روی بی متال است را به طور دستی فشار دهیم، تا کنتاکت ها آماده قطع مجدد مدار باشند. از این نوع بی متال هم در سیستم های با مدار فرمان اتوماتیک و هم در سیستم های با مدار فرمان غیر اتوماتیک استفاده می‌شود.

مداراتی که معمولا تنظیم دستی دارند عبارتند از:

منبع تغذیه، تجهیزات پزشکی، بخاری آب، تجهیزات تهویه مطبوع و برخی دیگر از لوازم خانگی و تجهیزات صنعتی

• بی متال های اتوماتیک

به بی متال هایی که کنتاکت ها در آنها بعد از گذشت مدت زمان معین و در یک دمای معین به طور خودکار به حالت اولیه باز می‌گردند، بی متال های اتوماتیک می‌گویند.

در اصل اگر بخواهیم پس از هربار عملکرد رله بی متال، کنتاکت های آن به صورت خودکار به حالت اولیه برگردند، باید بی متال را روی حالت(A) به معنای (Automatic) قرار دهیم. از این نوع بیمتال در سیستم هایی که مدار فرمان آنها به صورت دستی کنترل می‌شود، استفاده می‌شود.

برای تغییر از وضعیت Automatic به وضعیت  Hand، نیازی به فشردن دکمه قرمز یا همان Stop نداریم. ولی برای تغییر وضعیت از حالت Hand به Automatic، لازم است هنگام چرخش این دکمه، دکمه قرمز کمی‌فشار داده شود.

• بی متال های دستی و اتوماتیک

نوع دیگری از بی متال ها نیز هستند که هر دو حالت دستی و اتوماتیک را در یک مجموعه دارند و برای تغییر حالت بیمتال از یک کلید که روی بی متال قرار دارد، استفاده می‌شود. که توسط همان یک کلید می‌توان بی متال را در وضعیت قطع دستی یا اتوماتیک قرار داد.

به طور کلی رله های حرارتی به دو صورت بیمتال تک فاز و بی متال سه فاز (شامل سه پل قدرت و دو کنتاکت فرمان) تولید و به بازار عرضه می‌شوند.

 

تست رله حرارتی

برای تست بیمتال میتوان از سه روش استفاده نمود:

تست سرد :(Cold Test) در روش تست سرد به میزان دو برابر جریان نامی بی متال  در حالت نرمال به آن جریان تزریق می‌گردد و زمان عملکرد بیمتال سنجیده می‌شود.

تست گرم :(Hot Test) در این تست جریانی معادل شش برابر جریان نامی و سه برابر جریان تست سرد از بی متال عبور داده می‌شود و زمان عملکرد بیمتال ثبت می‌گردد. دلیل آنکه این تست بعد از تست سرد و عمل کردن رله انجام می‌شود به آن تست گرم می‌گویند.

تست دو فاز: در این روش یکی از فازها را قطع کرده و مدار با دو فاز بسته می‌شود. زمان عمل کردن رله را با روش های ثبت شده از تست های قبل مقایسه می‌کنند.

رله بی متال تله مکانیک بر حسب اینکه HOT باشند یا COLD، محدوده ای از تریپ یا قطع را در بر می‌گیرند.

کاربرد رله حرارتی

تشخیص اضافه بار از طریق بی متال در خیلی از مدارات و تجهیزات به کار می‌رود. به همین علت دامنه کاربرد های بی متال طیف بسیار وسیعی دارد. که چند مورد از آنها عبارتند از:

1. ترموستات ها
2. ساعت ها
3. دماسنج ها
4. کرنومترها
5. تنظیم درجه حرارت کنترلی برخی دستگاه ها مانند ماشین لباس شویی، سرخ کن ها، پلوپز، گریل و غیره
6. دستگاه های تهویه هوا
7. روشن و خاموش کردن فن خودرو
8. در تمام تجهیزات الکترونیکی که عملکرد بی متالی در داخل خود دارند، مانند کلید مینیاتوری و غیره
9. محافظت از الکترو موتورها
10. صنایع نفت، گاز و پتروشیمی
11. پشتیبانی از مدارات الکتریکی هواپیما
12. تشخیص خطای دو فاز

نحوه ی نصب بیمتال به کنتاکتور

نحوه نصب رله حرارتی بی متال زیر کنتاکتور بسیار ساده است. به این صورت که بالای بی متال‌ها ورودی سه فاز آن وجود دارد که به آنها شاخک های بی متال نیز می‌گویند. شاخک ها را دقیقا به پایه های خروجی کنتاکتور سری می‌کنیم تا در صورت بروز اضافه بار آن را قطع کند. باید دقت کنیم که هنگام نصب بیمتال پیچ تنظیم جریان بیمتال را دقیقا برابر با جریان نامی موتور قرار دهیم. سپس خروجی های کلید حرارتی بی متال را به سر موتور وصل می‌کنیم. به این صورت می‌توانیم این مدار را قبل از موتور ببندیم.

شماتیک اتصال بی متال زیر کنتاکتور در موتور AC سه فاز، AC تکفاز و موتور DC

تفاوت بی متال (رله اضافه جریان) با برخی دیگر از تجهیزات الکترونیکی

• تفاوت بیمتال با فیوز: فیوز، جریان‌های بالای حالت اتصال کوتاه را احساس و قطع می‌کند و جریان‌های به وجود آمده از اضافه بار زیاد در محدوده عملکرد فیوز نیست. اما بیمتال ها در مقابل اضافه بار موتور را حفظ می‌کنند و از بیمتال در مدارات سه فاز استفاه می‌شود، پس هنگامی‌که یکی از فازها دچار اختلال شود، مسیر دوفاز دیگر را نیز قطع می‌کند.

 

• تفاوت بی متال با کلید حرارتی: بیمتال تنها مدار فرمان را قطع می‌کند، ولی کلید حرارتی می‌تواند مستقیما سه فاز مدار قدرت را قطع کند و باعث قطع شدن تغذیه موتور می‌شود. بیمتال فقط از جریان حرارتی محافظت میکند، در صورتی که کلید حرارتی هم از جریان حرارتی محافظت می‌کند و هم از جریان مغناطیسی (در اصل کلید حرارتی قابلیت تشخیص اتصال کوتاه را نیز دارد).

 

عملکرد استاندارد کلید حرارتی بی متال

پس از پاسخ به سوالِ رله اضافه جریان چیست؟ به این می‌پردازیم که یک بی متال استاندارد باید چه رفتاری داشته باشد:

• هرگز در بار نامی مدار را قطع نکند.
• اگر جریان عبوری از مدار در مدت زمان بیشتر از 2 ساعت به مقدار 5 درصد بیشتر از جریان تنظیم شده روی بی متال باشد، مدار را قطع کند.
• اگر جریان عبوری از مدار به مقدار 1.5 برابر جریان تنظیم شده روی بی متال باشد، در کمتر از دو ساعت مدار را قطع کند.
• اگر جریان عبوری از مدار به اندازه 20% بیشتر از جریان تنظیم شده روی بی متال باشد، در کمتر از دو ساعت مدار را قطع کند.
• اگر جریان عبوری از مدار به 6 برابر جریان تنظیم شده روی بی متال برسد، در راه اندازی معمولی باید در زمان بیشتر از 2 ثانیه و در راه اندازی های سخت باید در زمان بیشتر از 5 ثانیه مدار را قطع کند.
• تمام رله های اضافه بار حرارتی باید برخی از انواع تاخیر زمانی را داشته باشند. چون موتور در لحظه استارت چند برابر جریان نامی خود جریان می‌کشد، اگر یک بیمتال تاخیر زمانی نداشته باشد، هیچ گاه یک موتور نمی‌تواند روشن شود.

علت قطع فرمان بی‌متال (تریپ)

• اضافه بار روی موتور
• قطع یکی از فازهای ورودی (خطای دو فاز)
• عدم تعادل فازها (فازهای نامتعادل) ← باعث افزایش حرارت رتور و سیم پیچ ها می‌شود.

کلاس تریپ رله اضافه بار

مدت زمانی که طول می‌کشد رله‌ کنتاکتور را در هنگام اضافه بار باز کند، در کلاس تریپ مشخص شده است. کلاس تریپ معمولاً در دسته‌های کلاس 10، کلاس 20، کلاس 30 و کلاس 5 طبقه‌بندی می‌شود. رله در این کلاس تریپ‌ها به ترتیب در 10 ثانیه، 20 ثانیه، 30 ثانیه و 5 ثانیه در 600٪ جریان بار کامل موتور تریپ می‌کند. کلاس‌ 10 و کلاس 20 نسبت به بقیه رایج‌تر هستند. رله‌های اضافه بار کلاس 30 برای حفاظت از موتورهایی که بارهای اینرسی بالایی دارند و رله‌های کلاس 5 برای موتورهایی که نیاز به سرعت زیاد دارند استفاده می‌شوند.

5 نکته‌ی مهم در مورد رله بی متال

در صورت استفاده از رله اضافه بار باید فیوز دیگری در مدار نصب شود تا آن را در برابر جریان مغناطیسی حفاظت کند زیرا بیمتال فقط محافظ جریان حرارتی است .

در حالتی که خطا در یکی از فازها رخ بدهد دو فاز دیگر نیز قطع می‌گردند. به همین علت یکی از دلایلی که در مدارات سه فاز در بالا سر موتور بی متال قرار می‌دهند این است که بتواند خطای دو فاز را تشخیص دهد و از آسیب رسیدن به موتور جلوگیری کند.

در صورتی که جریان عبوری به 10 برابر جریان نامی برسد بیمتال پس از 2 ثانیه مدار قدرت و فرمان را قطع می‌کند.

بیمتال ها نسبت به درجه حرارت محیط حساس هستند و هم چنین با افزایش شدت جریان نیز، حساسیت رله حرارتی بیمتال بیشتر می‌شود.

اگر به صورت دائم جریانی معادل 10 درصد اضافه بار از بی متال عبور کند، بیمتال پس از 2 ساعت بصورت اتوماتیک مدار را قطع می‌نماید.

بیمتال هیوندای و بی متال پارس فانال دو مورد از معتبرترین و محبوب ترین برندهای بیمتال یا رله حرارتی هستند. خرید بی‌متال هیوندای در بین برندهای وارداتی به دلیل قیمت بیمتال هیوندای و کیفیت مناسب آن و همچنین برند پارس فانال که یک برند داخلی است، مقرون به صرفه‌تر خواهد بود.