بی‌متال

بی‌متال یکی از تجهیزات اصلی حفاظت موتورهای الکتریکی در مدارهای صنعتی است. این تجهیز با نام انگلیسی Thermal Overload Relay یا Overload Relay شناخته می‌شود و در بازار ایران با عنوان رله حرارتی، رله اضافه‌بار و بی‌متال نیز معرفی می‌شود.

وظیفه اصلی بی‌متال، حفاظت موتور در برابر اضافه‌بار طولانی‌مدت است. زمانی که موتور برای مدت مشخصی جریان بیشتر از مقدار تنظیم‌شده دریافت کند، المان حرارتی داخل رله گرم شده و مکانیزم قطع را فعال می‌کند.

بی‌متال معمولاً در کنار کنتاکتور نصب می‌شود. در این ساختار، کنتاکت‌های قدرت کنتاکتور جریان موتور را عبور می‌دهند و بی‌متال با ارسال فرمان از طریق کنتاکت کمکی، مدار بوبین کنتاکتور را قطع می‌کند.

انتخاب بی‌متال مناسب فقط براساس توان موتور انجام نمی‌شود. جریان نامی موتور، رنج تنظیم، کلاس قطع، تعداد دفعات راه‌اندازی، شرایط محیطی و نوع کاربرد باید بررسی شوند.

بی‌متال چیست؟

بی‌متال یا رله اضافه‌بار حرارتی یک تجهیز حفاظتی است که برای جلوگیری از آسیب موتور در شرایط اضافه‌بار استفاده می‌شود. اساس عملکرد این تجهیز بر پایه تغییر شکل دو فلز با ضریب انبساط حرارتی متفاوت است.

در هنگام عبور جریان بیش از مقدار تنظیم‌شده، المان‌های حرارتی گرم می‌شوند. افزایش دما باعث خم شدن تیغه‌های بی‌متال و فعال شدن مکانیزم تریپ می‌شود.

این عملکرد با یک تأخیر زمانی انجام می‌شود تا جریان‌های کوتاه‌مدت مانند جریان راه‌اندازی موتور باعث قطع ناخواسته نشوند.

بی‌متال معمولاً در مسیر مدار قدرت موتور قرار می‌گیرد و کنتاکت فرمان آن در مدار کنترل کنتاکتور استفاده می‌شود.

کاربرد بی‌متال

مهم‌ترین کاربرد بی‌متال، حفاظت موتورهای الکتریکی در برابر اضافه‌بار است. این تجهیز در تابلوهای کنترل موتور، ماشین‌آلات صنعتی، پمپ‌ها، فن‌ها، کمپرسورها و نوار نقاله‌ها استفاده می‌شود.

اگر موتور به دلیل بار مکانیکی زیاد، گیرکردن تجهیزات، کاهش ولتاژ یا شرایط نامناسب کاری جریان بیشتری مصرف کند، بی‌متال می‌تواند این وضعیت را تشخیص دهد.

در مدارهای راه‌اندازی مستقیم موتور یا DOL، بی‌متال یکی از اجزای اصلی مدار فرمان محسوب می‌شود. معمولاً ترکیب کنتاکتور، بی‌متال و تجهیزات حفاظتی ورودی برای ساخت این مدار استفاده می‌شود.

در موتورهای سه‌فاز، بی‌متال می‌تواند در برابر برخی شرایط مانند عدم تعادل جریان و قطع یک فاز نیز نقش حفاظتی داشته باشد. قابلیت دقیق هر مدل باید از مشخصات سازنده بررسی شود.

ساختار داخلی بی‌متال

رله حرارتی از چند بخش اصلی تشکیل شده است. مسیر عبور جریان، المان‌های حرارتی، مکانیزم تریپ و کنتاکت‌های فرمان از اجزای اصلی آن هستند.

در بسیاری از مدل‌ها، سه مسیر حرارتی برای سه فاز موتور وجود دارد. عبور جریان از این مسیرها باعث ایجاد گرما در المان‌های حرارتی می‌شود.

کنتاکت‌های کمکی معمولاً شامل یک کنتاکت نرمال بسته برای قطع مدار فرمان و یک کنتاکت نرمال باز برای اعلام خطا هستند.

برای مثال در بسیاری از رله‌های اضافه‌بار زیمنس سری SIRIUS، کنتاکت‌های 95-96 برای فرمان قطع و 97-98 برای اعلام خطا استفاده می‌شوند. شماره‌گذاری دقیق باید براساس همان مدل بررسی شود.

نحوه عملکرد بی‌متال

عملکرد بی‌متال براساس اثر حرارتی جریان است. هرچه جریان عبوری بیشتر از مقدار تنظیم‌شده باشد، میزان گرم شدن المان افزایش پیدا می‌کند.

پس از رسیدن دما به مقدار مشخص، مکانیزم قطع فعال می‌شود. این فرآیند برخلاف حفاظت اتصال کوتاه، فوری نیست و دارای زمان تأخیر است.

وجود این تأخیر برای موتور اهمیت دارد، زیرا جریان راه‌اندازی موتور در لحظه شروع می‌تواند چند برابر جریان نامی باشد.

اگر بی‌متال بیش از حد حساس انتخاب شود، موتور هنگام راه‌اندازی یا تغییرات کوتاه‌مدت بار ممکن است بدون دلیل قطع شود.

تفاوت بی‌متال و کلید حرارتی

بی‌متال و کلید حرارتی هر دو برای حفاظت موتور استفاده می‌شوند، اما ساختار و عملکرد آن‌ها متفاوت است.

بی‌متال یا Thermal Overload Relay معمولاً فقط حفاظت اضافه‌بار را ارائه می‌کند و برای قطع مدار قدرت به کنتاکتور وابسته است.

کلید حرارتی یا Motor Protection Circuit Breaker علاوه بر حفاظت اضافه‌بار، در بسیاری از مدل‌ها حفاظت اتصال کوتاه مغناطیسی و قابلیت قطع دستی مدار را نیز دارد.

در مدارهای صنعتی، هر دو تجهیز کاربرد دارند. انتخاب بین آن‌ها به طراحی مدار، سطح حفاظت موردنیاز و شرایط پروژه بستگی دارد.

تفاوت بی‌متال و رله اضافه بار الکترونیکی

رله‌های اضافه‌بار الکترونیکی عملکرد مشابهی با بی‌متال دارند، اما به جای مکانیزم حرارتی سنتی از مدارهای الکترونیکی برای اندازه‌گیری جریان استفاده می‌کنند.

این رله‌ها معمولاً امکانات بیشتری مانند دقت بالاتر، تنظیمات گسترده‌تر، تشخیص خطاهای بیشتر و قابلیت ارتباطی ارائه می‌کنند.

بی‌متال‌های کلاسیک ساختار ساده‌تر و هزینه پایین‌تری دارند. در کاربردهای استاندارد موتور، همچنان استفاده گسترده‌ای دارند.

انتخاب بین مدل حرارتی و الکترونیکی باید براساس نیاز حفاظتی، اهمیت موتور و امکانات موردنیاز سیستم انجام شود.

تفاوت بی‌متال و فیوز

فیوز برای حفاظت در برابر جریان‌های شدید مانند اتصال کوتاه کاربرد دارد. عملکرد آن معمولاً سریع است و پس از قطع باید تعویض شود.

بی‌متال برای اضافه‌بارهای طولانی‌مدت موتور طراحی شده است. این تجهیز به دلیل زمان تأخیر، اجازه می‌دهد موتور جریان راه‌اندازی اولیه خود را طی کند.

در بسیاری از مدارهای موتور، فیوز یا کلید حفاظتی در بخش قدرت و بی‌متال در کنار کنتاکتور استفاده می‌شود تا حفاظت کامل‌تری ایجاد شود.

رنج تنظیم بی‌متال

یکی از مهم‌ترین مشخصات بی‌متال، محدوده تنظیم جریان آن است. این مقدار باید با جریان نامی موتور هماهنگ باشد.

برای مثال یک رله حرارتی با رنج 12-18A فقط برای موتورهایی در همین محدوده مناسب است. انتخاب رنج بسیار بزرگ‌تر باعث کاهش دقت حفاظت می‌شود.

جریان تنظیم بی‌متال معمولاً نزدیک به جریان پلاک موتور انتخاب می‌شود. مقدار دقیق تنظیم باید براساس دستورالعمل سازنده موتور و شرایط کاری انجام شود.

رنج تنظیم در هر سری محصول متفاوت است و باید از کاتالوگ همان مدل بررسی شود.

کلاس قطع بی‌متال

کلاس قطع یا Trip Class مشخص می‌کند رله اضافه‌بار در برابر اضافه‌جریان با چه سرعتی عمل کند.

کلاس‌های مختلف برای شرایط راه‌اندازی متفاوت موتور استفاده می‌شوند. موتورهایی با زمان راه‌اندازی طولانی ممکن است به کلاس مناسب‌تری نیاز داشته باشند.

در بسیاری از رله‌های اضافه‌بار صنعتی، کلاس‌های 10، 10A، 20 و 30 وجود دارند. انتخاب کلاس باید براساس نوع موتور و شرایط راه‌اندازی انجام شود.

استفاده از کلاس نامناسب می‌تواند باعث قطع هنگام راه‌اندازی یا کاهش حفاظت موتور شود.

حفاظت قطع فاز با بی‌متال

یکی از قابلیت‌های مهم بسیاری از بی‌متال‌ها، تشخیص شرایط نامتعادل جریان یا قطع یک فاز است.

در موتور سه‌فاز، قطع یک فاز می‌تواند باعث افزایش جریان در دو فاز دیگر و افزایش حرارت موتور شود.

رله اضافه‌بار با بررسی جریان فازها می‌تواند در برخی مدل‌ها این وضعیت را تشخیص دهد.

با این حال، سطح عملکرد و حساسیت به قطع فاز در همه محصولات یکسان نیست و باید از مشخصات همان مدل بررسی شود.

انواع بی‌متال

بی‌متال‌ها براساس ساختار، روش اتصال، محدوده جریان و امکانات جانبی دسته‌بندی می‌شوند.

بی‌متال قابل تنظیم

رایج‌ترین نوع رله حرارتی، مدل قابل تنظیم است. در این مدل کاربر می‌تواند مقدار جریان تریپ را در یک محدوده مشخص تنظیم کند.

این قابلیت باعث می‌شود یک مدل برای چند موتور با جریان‌های نزدیک قابل استفاده باشد.

بی‌متال مستقیم روی کنتاکتور

بسیاری از رله‌های حرارتی به‌صورت مستقیم روی کنتاکتور نصب می‌شوند. این ساختار باعث کاهش فضای تابلو و ساده‌تر شدن سیم‌کشی می‌شود.

سازندگان معمولاً رله‌های حرارتی را برای نصب مکانیکی با خانواده مشخصی از کنتاکتورها طراحی می‌کنند.

بی‌متال جداگانه

در برخی کاربردها، رله حرارتی به‌صورت مستقل داخل تابلو نصب می‌شود.

این مدل‌ها زمانی استفاده می‌شوند که فاصله مکانیکی یا شرایط نصب اجازه نصب مستقیم روی کنتاکتور را ندهد.

سری‌های معروف بی‌متال

برندهای مختلف تجهیزات برق صنعتی، رله‌های اضافه‌بار حرارتی متنوعی تولید می‌کنند.

بی‌متال زیمنس SIRIUS 3RU2

Siemens خانواده SIRIUS 3RU2 Thermal Overload Relay را برای حفاظت موتورهای AC ارائه می‌کند.

این سری برای نصب همراه با کنتاکتورهای SIRIUS طراحی شده و در رنج‌های مختلف جریان تولید می‌شود.

3RU2 قابلیت تنظیم جریان، حفاظت اضافه‌بار و استفاده در مدارهای راه‌اندازی موتور را ارائه می‌کند.

مشخصات دقیق مانند رنج جریان، کلاس تریپ و تجهیزات جانبی باید براساس کد محصول بررسی شود.

بی‌متال اشنایدر TeSys LRE

Schneider Electric خانواده TeSys LRE را برای رله‌های اضافه‌بار حرارتی ارائه می‌کند.

این سری برای استفاده همراه با کنتاکتورهای TeSys طراحی شده و در محدوده‌های مختلف جریان عرضه می‌شود.

تجهیزات جانبی و قابلیت‌های هر مدل باید از کاتالوگ رسمی سازنده بررسی شوند.

بی‌متال ABB TF

ABB خانواده TF Thermal Overload Relay را برای حفاظت موتور ارائه می‌کند.

این رله‌ها در ترکیب با کنتاکتورهای ABB استفاده می‌شوند و دارای محدوده‌های مختلف جریان هستند.

انتخاب مدل مناسب باید براساس جریان موتور و مشخصات مدار انجام شود.

تجهیزات جانبی بی‌متال

رله‌های حرارتی بسته به سری محصول می‌توانند تجهیزات جانبی مختلفی داشته باشند.

کنتاکت کمکی

کنتاکت کمکی برای ارسال وضعیت رله به مدار فرمان استفاده می‌شود.

این کنتاکت می‌تواند برای اعلام Trip، نمایش خطا یا ارتباط با سیستم کنترل استفاده شود.

ریست دستی و اتوماتیک

برخی بی‌متال‌ها قابلیت انتخاب حالت Reset دستی یا خودکار دارند.

در حالت دستی، پس از رفع خطا اپراتور باید رله را دوباره Reset کند.

در حالت اتوماتیک، مکانیزم پس از بازگشت شرایط مناسب می‌تواند دوباره آماده عملکرد شود.

ترمینال و متعلقات نصب

برخی سری‌ها دارای متعلقات نصب برای هماهنگی بهتر با کنتاکتور یا تابلو هستند.

این تجهیزات باید مطابق همان خانواده محصول انتخاب شوند.

نصب بی‌متال

بی‌متال معمولاً بین کنتاکتور و موتور قرار می‌گیرد. مسیر جریان سه فاز موتور از ترمینال‌های قدرت رله عبور می‌کند.

کنتاکت فرمان بی‌متال نیز در مسیر بوبین کنتاکتور قرار می‌گیرد تا هنگام اضافه‌بار، کنتاکتور قطع شود.

پس از نصب باید جریان تنظیمی مطابق پلاک موتور تنظیم شود.

سیم‌کشی، سطح مقطع کابل و گشتاور ترمینال‌ها باید براساس دستورالعمل سازنده انجام شود.

راهنمای انتخاب بی‌متال

برای انتخاب بی‌متال ابتدا باید جریان نامی موتور مشخص شود. این مقدار معمولاً روی پلاک موتور درج شده است.

سپس رنج تنظیمی مناسب انتخاب می‌شود. جریان تنظیم نباید بدون دلیل بالاتر از جریان واقعی موتور قرار گیرد.

کلاس قطع نیز باید براساس زمان راه‌اندازی و نوع بار انتخاب شود.

نوع کنتاکتور و روش نصب نیز اهمیت دارد. اگر قرار است بی‌متال مستقیم روی کنتاکتور نصب شود، سازگاری مکانیکی باید بررسی شود.

در موتورهای حساس، شرایط محیطی، تعداد استارت‌ها و دمای کاری نیز باید در نظر گرفته شوند.

اشتباهات رایج در انتخاب بی‌متال

یکی از اشتباهات رایج، انتخاب بی‌متال براساس توان موتور به جای جریان پلاک است. توان به‌تنهایی برای تعیین رنج حفاظت کافی نیست.

اشتباه دیگر، تنظیم جریان بسیار بالاتر برای جلوگیری از قطع است. این کار می‌تواند باعث آسیب موتور در شرایط اضافه‌بار شود.

انتخاب کلاس قطع نامناسب نیز می‌تواند مشکل ایجاد کند. موتورهایی با راه‌اندازی سنگین ممکن است نیاز به کلاس متفاوتی داشته باشند.

همچنین نباید بی‌متال را جایگزین حفاظت اتصال کوتاه دانست. برای حفاظت کامل مدار معمولاً تجهیزات دیگری نیز نیاز است.

قیمت بی‌متال

قیمت بی‌متال به عوامل مختلفی مانند برند، رنج جریان، کلاس قطع، نوع نصب و تجهیزات جانبی وابسته است.

مدل‌های صنعتی با رنج گسترده‌تر یا امکانات بیشتر معمولاً قیمت متفاوتی نسبت به مدل‌های ساده دارند.

برای مقایسه قیمت باید مشخصات فنی کامل بررسی شود. دو رله با جریان مشابه ممکن است از نظر کلاس تریپ و سازگاری با کنتاکتور تفاوت داشته باشند.

برندهایی مانند Siemens، Schneider Electric و ABB خانواده‌های متنوعی از رله حرارتی ارائه می‌کنند.

خرید بی‌متال

برای خرید بی‌متال ابتدا جریان پلاک موتور و شرایط کاری آن را مشخص کنید. سپس رنج تنظیم و کلاس قطع مناسب انتخاب شود.

اگر موتور استارت‌های مکرر یا زمان راه‌اندازی طولانی دارد، انتخاب کلاس قطع اهمیت بیشتری پیدا می‌کند.

همچنین باید سازگاری بی‌متال با کنتاکتور بررسی شود. بسیاری از سری‌ها برای نصب مستقیم روی کنتاکتورهای مشخص طراحی شده‌اند.

انتخاب صحیح بی‌متال باعث افزایش عمر موتور و کاهش توقف‌های ناشی از خطا می‌شود.

راهنمای خرید و دریافت قیمت بی‌متال

بی‌متال یا Thermal Overload Relay یکی از تجهیزات اصلی حفاظت موتورهای الکتریکی در مدارهای صنعتی است. این تجهیز با تشخیص اضافه‌بار و قطع مدار فرمان کنتاکتور، از موتور در برابر افزایش جریان طولانی‌مدت محافظت می‌کند.

برای خرید بی‌متال باید جریان موتور، رنج تنظیم، کلاس قطع، نوع کنتاکتور، شرایط راه‌اندازی و تجهیزات جانبی بررسی شوند. انتخاب مدل مناسب فقط براساس توان موتور یا قیمت انجام نمی‌شود.

قیمت بی‌متال با توجه به برند، سری، محدوده جریان، کلاس عملکرد و قابلیت‌های جانبی تغییر می‌کند. ارائه اطلاعات پلاک موتور یا کد دقیق محصول، انتخاب مناسب و استعلام قیمت را دقیق‌تر می‌کند.

برای راهنمای خرید و دریافت قیمت بی‌متال با شماره 03191091031 تماس بگیرید.