بی متال نام رایج بازار ایران برای Thermal Overload Relay یا رله اضافه‌بار حرارتی است. این تجهیز برای حفاظت موتور در برابر اضافه‌بار طولانی‌مدت و در بسیاری از مدل‌ها قطع فاز استفاده می‌شود. بی متال معمولاً در کنار کنتاکتور قرار می‌گیرد و به‌جای قطع مستقیم مدار قدرت، از طریق تغییر وضعیت کنتاکت‌های فرمان باعث قطع کنتاکتور و توقف موتور می‌شود.
مهمترین پارامتر در انتخاب بی متال، رنج تنظیم جریان آن است. این Range باید جریان نامی درج‌شده روی پلاک موتور را پوشش دهد. علاوه بر آن Trip Class، حساسیت به قطع فاز، نوع Reset، سازگاری مکانیکی با Contactor و نحوه نصب نیز اهمیت دارند. بی متال وسیله حفاظت اتصال کوتاه نیست و باید همراه تجهیز حفاظتی مناسب در مدار قدرت استفاده شود.
بی متال چیست؟
بی متال یک رله الکترومکانیکی حفاظت موتور است که بر اساس اثر حرارتی جریان کار می‌کند. در مدل‌های رایج، جریان موتور از المان‌های Bimetal عبور می‌کند و باعث گرم شدن آن‌ها می‌شود. اگر جریان از مقدار تنظیم‌شده بیشتر باشد و این وضعیت برای مدت کافی ادامه پیدا کند، المان خم شده و مکانیزم Trip فعال می‌شود.
پس از Trip، کنتاکت NC مدار فرمان باز می‌شود و Coil کنتاکتور از مدار خارج می‌شود. به این ترتیب کنتاکتور مدار قدرت موتور را قطع می‌کند. در بسیاری از مدل‌ها هم‌زمان یک Contact NO نیز برای Alarm یا ارسال سیگنال به PLC تغییر وضعیت می‌دهد.
بی متال از موتور در برابر چه خطاهایی حفاظت می‌کند؟
Overload
اگر موتور برای مدتی بیشتر از جریان مجاز خود جریان بکشد، المان حرارتی گرم شده و رله Trip می‌کند.
Phase Failure
بسیاری از Thermal Overload Relayها به قطع فاز حساس هستند و افزایش جریان ناشی از این وضعیت را تشخیص میدهند.
Motor Overheating ناشی از جریان
عملکرد زمانی رله برای جلوگیری از افزایش دمای ناشی از Overload طولانی طراحی شده است.
نکته مهم:
بی متال برای حفاظت اتصال کوتاه طراحی نشده است. Short-Circuit Protection باید توسط Fuse، MPCB، MCB یا MCCB مناسب مدار انجام شود.
رنج تنظیم جریان بی متال
هر بی متال دارای یک Current Setting Range است. برای مثال ممکن است یک مدل دارای Range برابر 4 تا 6A و مدل دیگری دارای Range برابر 5.5 تا 8A باشد. مقدار تنظیم‌شده باید با جریان واقعی موتور هماهنگ شود.
مبنای اصلی انتخاب، Rated Current درج‌شده روی Motor Nameplate است. انتخاب فقط بر اساس توان kW موتور ممکن است خطا ایجاد کند، زیرا جریان موتورهای هم‌توان می‌تواند با توجه به Voltage، Efficiency، Power Factor و طراحی موتور متفاوت باشد.
مثال انتخاب Range بی متال
اگر جریان نامی موتور 7.2A باشد، باید رله‌ای انتخاب شود که مقدار 7.2A داخل محدوده تنظیم آن قرار بگیرد. برای مثال Range برابر 5.5 تا 8A از نظر Current Range قابل بررسی است. سپس Compatibility با کنتاکتور، Trip Class و شرایط راه‌اندازی موتور نیز کنترل می‌شوند.
تنظیم بی متال نباید صرفاً روی بیشترین مقدار Range قرار داده شود. Setting باید بر اساس Motor Current و طراحی حفاظت مشخص شود تا موتور در برابر Overload واقعی محافظت شود.
Trip Class بی متال چیست؟
Trip Class رفتار زمانی Thermal Overload Relay را مشخص می‌کند. موتور در لحظه Start ممکن است چند برابر جریان نامی خود جریان بکشد و بی متال نباید در شرایط طبیعی راه‌اندازی بدون دلیل Trip کند. از طرف دیگر Overload طولانی نیز نباید به موتور آسیب بزند.
Class 10 و 10A در بسیاری از رله‌های حرارتی رایج استفاده می‌شوند. ABB در خانواده‌های TF و Schneider در TeSys Deca و Siemens در بخش بزرگی از SIRIUS 3RU2 چنین Trip Classهایی را ارائه می‌کنند. Trip Class دقیق باید برای کد محصول بررسی شود.
برای موتورهایی با Starting Time طولانی یا بارهای دارای Inertia بالا، ممکن است Thermal Relay معمول Class 10 مناسب نباشد. در این شرایط Starting Characteristic موتور و تجهیزات حفاظتی باید به‌صورت مهندسی بررسی شوند.
کنتاکت 95-96 و 97-98 در بی متال
در بسیاری از Thermal Overload Relayهای IEC، کنتاکت 95-96 به‌صورت NC در مدار فرمان کنتاکتور استفاده می‌شود. در حالت عادی این مسیر بسته است و هنگام Trip باز می‌شود؛ در نتیجه Coil کنتاکتور خاموش خواهد شد.
کنتاکت 97-98 معمولاً NO است و هنگام Trip بسته می‌شود. از این Contact می‌توان برای روشن کردن چراغ Fault، فعال کردن Buzzer یا ارسال وضعیت Trip به PLC استفاده کرد. شماره‌گذاری دقیق Terminal باید برای مدل موردنظر از نقشه سازنده کنترل شود.
Reset دستی و اتوماتیک
بسیاری از بی متال‌ها امکان Manual Reset و Automatic Reset دارند. در حالت Manual، پس از Trip و خنک شدن مکانیزم باید اپراتور دکمه Reset را فشار دهد. این حالت برای بسیاری از ماشین‌آلات انتخاب ایمن‌تری است، زیرا موتور بدون بررسی علت خطا خودکار راه‌اندازی نمی‌شود.
در حالت Automatic Reset، پس از Recovery مکانیزم Relay می‌تواند به حالت اولیه بازگردد. استفاده از این حالت باید با مدار فرمان و ریسک Start ناخواسته موتور هماهنگ باشد. Automatic Reset الزاماً به معنی روشن شدن خودکار موتور نیست و این موضوع به Logic مدار فرمان بستگی دارد.
دکمه Test و Stop روی بی متال
بسیاری از رله‌های حرارتی دارای Test Function هستند تا وضعیت Contactهای خروجی و مدار فرمان بدون ایجاد Overload واقعی بررسی شود. بعضی مدل‌ها دکمه Stop نیز دارند که امکان باز کردن Contact فرمان را به‌صورت دستی فراهم می‌کند.
ABB در TF42 و Siemens در 3RU2 این Functionها را در مدل‌های مربوطه ارائه می‌کنند. وجود Test یا Stop باید برای کد دقیق محصول بررسی شود و صرف عنوان Thermal Overload Relay تضمین‌کننده تمام این امکانات نیست.
حساسیت بی متال به قطع فاز
اگر یکی از فازهای تغذیه موتور سه‌فاز قطع شود، موتور ممکن است در فازهای باقی‌مانده جریان بیشتری بکشد و دمای سیم‌پیچ افزایش پیدا کند. Thermal Overload Relayهای دارای Phase-Loss Sensitivity برای واکنش سریع‌تر به این شرایط طراحی شده‌اند.
ABB برای TF42 و Siemens برای SIRIUS 3RU2 به‌صورت رسمی حفاظت در برابر Overload و Phase Failure را ذکر می‌کنند. در هنگام Replacement بهتر است این قابلیت نیز با مدل قدیمی تطبیق داده شود.
Temperature Compensation چیست؟
چون عملکرد بی متال بر پایه حرارت است، تغییر دمای محیط می‌تواند بر رفتار آن اثر بگذارد. سازندگان برای کاهش این اثر از Temperature Compensation استفاده می‌کنند تا عملکرد Relay در محدوده دمای کاری پایدارتر باشد.
ABB برای Thermal Overload Relayهای فعلی خود Temperature Compensation تا +60°C را در برخی خانواده‌ها اعلام می‌کند. با این حال محدوده کامل دمای کار و شرایط Derating باید برای مدل دقیق بررسی شوند.
تفاوت بی متال و کلید حرارتی
بی متال و کلید حرارتی هر دو برای حفاظت موتور استفاده می‌شوند اما Function یکسانی ندارند. بی متال یا Thermal Overload Relay عمدتاً برای Overload و Phase Failure طراحی شده و حفاظت Short Circuit ندارد.
کلید حرارتی MPCB در مدل Thermal-Magnetic علاوه بر Overload، دارای Magnetic Short-Circuit Protection است و می‌تواند مدار را مستقیماً قطع کند. در مقابل بی متال معمولاً با تغییر Contact فرمان باعث قطع کنتاکتور می‌شود.
| ویژگی |
بی متال |
MPCB حرارتی-مغناطیسی |
| Overload Protection |
دارد |
دارد |
| Short-Circuit Protection |
ندارد |
دارد |
| قطع مستقیم مدار قدرت |
معمولاً از طریق Contactor |
بله |
| تنظیم جریان Overload |
دارد |
دارد |
تفاوت بی متال و رله اضافه بار الکترونیکی
Thermal Overload Relay از المان Bimetal استفاده می‌کند، در حالی که Electronic Overload Relay جریان را به‌صورت الکترونیکی اندازه‌گیری و پردازش می‌کند. مدل‌های Electronic می‌توانند Range گسترده‌تر و Functionهای حفاظتی یا Diagnostic بیشتری داشته باشند.
این موضوع به معنی برتری مطلق یک نوع نیست. برای Starterهای ساده، Thermal Relay راهکاری اقتصادی و شناخته‌شده است. در کاربردهای پیشرفته‌تر، Electronic Relay می‌تواند امکانات بیشتری در اختیار سیستم کنترل قرار دهد.
نصب بی متال روی کنتاکتور
بسیاری از Thermal Overload Relayها مستقیماً به خروجی Contactor متصل می‌شوند. ABB برای خانواده TF و Schneider برای TeSys Deca مدل‌هایی متناسب با سایز مشخص Contactor ارائه می‌کنند. این روش سیم‌بندی را ساده و فضای تابلو را کمتر می‌کند.
بعضی مدل‌ها امکان نصب مستقل روی DIN Rail یا Base را نیز با Mounting Kit دارند. بنابراین هنگام خرید باید مشخص شود Relay قرار است مستقیم روی Contactor نصب شود یا به‌صورت مستقل در تابلو قرار بگیرد.
هماهنگی بی متال با کنتاکتور
سازگاری فقط به این معنی نیست که جریان کنتاکتور از جریان موتور بیشتر باشد. Relay باید از نظر سایز فیزیکی، Connection و Range با Contactor سازگار باشد. برای مثال یک TeSys Deca LRD مشخص برای مجموعه خاصی از Contactorهای TeSys D طراحی شده است.
ABB نیز TF42 را برای اتصال مستقیم به خانواده مشخصی از Contactorهای AF ارائه می‌کند. در Replacement بهتر است کد کامل Contactor موجود همراه با کد Overload Relay بررسی شود.
حفاظت اتصال کوتاه مدار دارای بی متال
چون بی متال Short-Circuit Protection ندارد، باید تجهیز حفاظتی دیگری در بالادست قرار گیرد. این تجهیز می‌تواند Fuse یا Circuit Breaker مناسب باشد. نوع و Rating آن باید با Starter و Fault Level شبکه هماهنگ شود.
سازندگان معمولاً جداول Coordination برای Contactor، Overload Relay و Short-Circuit Protective Device ارائه می‌کنند. اگر پروژه نیازمند Type 1 یا Type 2 Coordination است، ترکیب دقیق کدها باید از جدول رسمی سازنده انتخاب شود.
راهنمای انتخاب و خرید بی متال
انتخاب صحیح باید از Motor Nameplate آغاز شود. جریان نامی موتور، Voltage، نوع راه‌اندازی و زمان Start مشخص شوند. سپس Relay دارای Range مناسب و Trip Class متناسب انتخاب شود.
| معیار انتخاب |
چه چیزی بررسی شود؟ |
علت اهمیت |
| Motor Current |
جریان نامی موتور |
انتخاب Setting Range صحیح |
| Setting Range |
حداقل و حداکثر آمپر Relay |
پوشش Current واقعی موتور |
| Trip Class |
Class 10، 10A یا Class مربوطه |
هماهنگی با Starting Time موتور |
| Contactor |
Series و سایز Contactor |
سازگاری مکانیکی و الکتریکی |
| Reset |
Manual یا Automatic |
رفتار مدار پس از Trip |
| Phase Loss |
Phase-Failure Sensitivity |
حفاظت موتور سه‌فاز |
| Short-Circuit Protection |
Fuse یا Circuit Breaker بالادست |
بی متال این حفاظت را ندارد |
Replacement بی متال قدیمی
هنگام جایگزینی بی متال، فقط نزدیک بودن Range جریان کافی نیست. ابتدا باید Current Range، Trip Class، Contact Configuration، Reset Mode و Phase-Failure Sensitivity بررسی شوند.
اگر Relay مستقیماً به Contactor متصل است، سایز و فاصله Terminalها اهمیت زیادی دارند. مدل جایگزین ممکن است Range مشابهی داشته باشد اما روی Contactor قبلی نصب نشود.
در مدار فرمان نیز Terminalهای NC و NO و نحوه استفاده از آن‌ها باید کنترل شوند. تغییر اشتباه 95-96 یا 97-98 می‌تواند باعث عملکرد نادرست Alarm یا Stop موتور شود.
چکلیست Replacement:
کد کامل محصول، Setting Range، Motor Current، Trip Class، Phase-Failure Sensitivity، Manual/Auto Reset، کنتاکت‌های NC و NO، Contactor سازگار، سایز فیزیکی، Terminal، روش Mounting، Test/Stop Function، Temperature Compensation و Protection بالادست بررسی شوند.
قیمت بی متال به چه عواملی بستگی دارد؟
قیمت بی متال به برند، Series، Range تنظیم جریان، Size و قابلیت‌های جانبی آن بستگی دارد. مدل‌های جریان بالا ممکن است ساختار بزرگ‌تری داشته باشند و برای Contactorهای سایز بالاتر طراحی شده باشند.
در برخی پروژه‌ها انتخاب Thermal Overload Relay ساده کافی است و در برخی دیگر Electronic Overload Relay با Functionهای بیشتر موردنیاز است. بنابراین مقایسه قیمت باید بین تجهیزاتی با Function مشابه انجام شود.
برای خرید بی متال چه اطلاعاتی لازم است؟
- جریان نامی موتور روی پلاک
- توان و ولتاژ موتور
- رنج تنظیم جریان موردنیاز
- مدل و سایز کنتاکتور
- Trip Class موردنیاز
- زمان راه‌اندازی موتور
- نیاز به Phase-Failure Protection
- Reset دستی یا اتوماتیک
- نوع نصب مستقیم یا مستقل
- کنتاکت NC و NO موردنیاز
- Fuse یا Circuit Breaker بالادست
- کد کامل بی متال قبلی در پروژه Replacement
سوالات متداول بی متال
بی متال چه کاری انجام می‌دهد؟
بی متال یا Thermal Overload Relay از موتور در برابر اضافه‌بار و در بسیاری از مدل‌ها قطع فاز حفاظت می‌کند و هنگام Trip مدار فرمان کنتاکتور را قطع می‌کند.
آیا بی متال از اتصال کوتاه حفاظت می‌کند؟
خیر. Short-Circuit Protection باید توسط Fuse، MPCB یا Circuit Breaker مناسب انجام شود.
بی متال را روی چه آمپری تنظیم کنیم؟
تنظیم باید بر اساس جریان نامی Motor Nameplate و دستورالعمل سازنده انجام شود. جریان موتور باید داخل Range قابل تنظیم Relay قرار داشته باشد.
تفاوت بی متال و کلید حرارتی چیست؟
بی متال عمدتاً Overload Protection دارد و اتصال کوتاه را پوشش نمی‌دهد. MPCB حرارتی-مغناطیسی هم Overload و هم Short Circuit را حفاظت می‌کند.
کنتاکت 95-96 بی متال برای چیست؟
در بسیاری از مدل‌ها 95-96 کنتاکت NC مدار فرمان است که هنگام Trip باز شده و Coil کنتاکتور را قطع می‌کند.
کنتاکت 97-98 چه کاربردی دارد؟
معمولاً Contact NO مربوط به اعلام Trip است و می‌تواند برای Fault Lamp، Buzzer یا ورودی PLC استفاده شود.
Manual Reset بهتر است یا Auto Reset؟
انتخاب به طراحی ماشین بستگی دارد. Manual Reset معمولاً مانع برگشت خودکار Relay بدون بررسی علت Trip می‌شود، در حالی که Automatic Reset برای بعضی کاربردها مناسبتر است.
Trip Class 10 بی متال یعنی چه؟
Trip Class رفتار زمانی حفاظت اضافه‌بار را مشخص می‌کند. Class 10 برای بسیاری از موتورهای با زمان راه‌اندازی معمول استفاده می‌شود، اما Application باید بررسی شود.
برای جایگزینی بی متال قدیمی چه مواردی باید بررسی شوند؟
Range جریان، Trip Class، Phase Failure، Reset Mode، کنتاکتها، مدل کنتاکتور، ابعاد و Protection بالادست باید با مدل جدید تطبیق داده شوند.
برای راهنمای خرید و دریافت قیمت بی متال با شماره 03191091031 تماس بگیرید.
هنوز نظری ثبت نشده است. اولین نفر باشید!