Bimetal یا رله حرارتی چیست؟

برای حفاظت از موتورهای الکتریکی در مقابل اضافه بار از رله های حرارتی (بی متال) استفاده می شود. 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.

این نوع از رله اضافه جریان همراه با کنتاکتور در مدارسری با موتور نصب می گردد.

از اورلود بیمتالی در کلید اتوماتیک نیز جهت حفاظت در برابر جریان زیاد استفاده می شود.
مشخصات فنی

آمپر: از ۰٫۱۲ آمپر تا ۸۰۰ آمپر
کاربرد

کاربرد بیمتال در حفاظت موتورها بوده و در همه تابلوهای برق مورد استفاده قرار می گیرد. مانند تابلوهای برق

صنایع سیمان

صنایع نفت

صنایع مخابرات

طرز کار رله ی حرارتی (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 بیمتال منتقل می شود و با عث خم شدن تیغه می شود. حرکت هر یک از بیمتالها به اهرمی فشار 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. این رله ها تنظیم پذیر هستند.

در نمونه ی سه فاز این رله ها رله ی حرارتی از سه پل قدرت برای عبور جریان اصلی مصرف کننده تشکیل شده و دو کنتاکت فرمان دارد. یکی کنتاکت بسته جهت قطع مدار تغذیه ی کناکتور و دیگری کنتاکت باز که پس از عمل بیمتال بسته می شود و برای اطلاع دادن از خطای حاصل در مدار است.

بعضی از این رله ها دارای کلیدی هستند که برای دو حالت دستی و اتوماتیک طراحی شده اند، بدین مفهوم که در حالت دستی پس از قطع بیمتال باید دگمه ی RESET را فشار داد تا رله به حالت اول بازگردد. در حالت اتوماتیک رله پس از مدت زمان معینی به حالت اول باز می گردد.

قسمت‌های مختلف یک رلهٔ حرارتی عبارتند از:

•  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

اورلود مغناطیسی

نوع مغناطیسی آن بوبینی است که در اثر عبور جریان زیاد (بیشتر از حد تنظیم شده) شدت میدان مغناطیسی آن به حد لازم برای انجام عمل مکانیکی قطع مدار رسیده و ومدار را قطع می کند. از این نوع اورلود در کلیدهای اتوماتیک نیز جهت حفاظت در برابر خطای اتصال کوتاه استفاده می شود.

می دانیم که یک اتصال کوتاه باید سریع قطع شود بنابراین در چنین موقعیتی نمی توان از رله اضافه باری(حرارتی) استفاده نمود چون گرم شدن بیمتال رله به یک زمان نسبتا طولانی نیاز دارد.

این رله از یک هسته مغناطیسی که اطراف آن چند دور سیم پیچیده شده، تشکیل گردیده است.عبور جریان اتصال کوتاه باعث مغناطیس شدن و جذب اهرم قطع می شود.این رله را به طور مجرا به ندرت مورد استفاده قرار می دهند و در کلیدهای اتوماتیک از آنها بهمراه رله های حرارتی بهره می گیرند. به این ترتیب قطع مغناطیسی در صورت بروز اتصال کوتاه، مدار را فورا قطع نموده و مانع از سوختن قطعه ی بیمتال می شود.

تیغه های فرمان و قدرت

هر گاه مقدار جریان عبوری از یکی از فازها بیشتر از میزان ستینگ آن شود، کنتاکت معمولا بسته (NC=Normally Close) (95-96) که در سر راه مدار فرمان بوبین کار گذاشته شده، باز می شود و کنتاکتور از حالت مغناطیس خارج شده، مدار قدرت موتور قطع می گردد.

همزمان با باز شدن کنتاکت ۹۵-۹۶، کنتاکت معمولا باز (Normally Open=NC) (97-98) اورلود بسته شده و لامپی را که برای اخطار در نظر گرفته شده روشن می کند.

تیغه های مدار قدرت با شماره های یک رقمی از ۱ تا ۶ و ترمینال های تیغه های فرمان که به صورت دوبل (باز و بسته ) می باشند را با شماره های ۹۵ تا۹۸ مشخص می کنند.

اتصال بار تکفاز به بیمتال سه فاز

در صورت استفاده از یک بیمتال سه فاز برای یک مصرف کننده تکفاز، باید قطع کننده یکی از فازها را با قطع کننده فاز دیگر سری نموده و از کنتاکت باقی مانده برای اتصال به مصرف کننده استفاده نمود.
مزایا و معایب بیمتال

مزایای بیمتال نسبت به فیوز فشنگی :

در صورت بروز اشکال در یک فاز ، دو فاز دیگر به اضافه مدار فرمان از کار باز می ایستند .
هر چه شدت جریان بیشتر شود مقدار حساسیت بیمتال نیز بیشتر خواهد شد .
در صورتیکه به صورت مداوم ۱۰٪ اضافه بار وجود داشته باشد بیمتال بعد از ۲ ساعت مدار را قطع میکند .
اگر جریان به ۱۰ برابر جریان نامی برسد در کمتر از ۲ ثانیه مدار را قطع میکند .

یکی از معایب بیمتال حساس بودن آن نسبت به درجه حرارت محیط است.

•  محدوده وسیع تنظیمات جریان
• زمان قابل تنظیم تریپ
• طراحی مناسب برای نصب بر روی کنتاکتور
• کنتاکت تریپ ۱NO + 1NC
• ریست دستی به صورت استاندارد