کلید حرارتی نام رایج بازار ایران برای گروهی از تجهیزات حفاظت موتور است که با عناوینی مانند MPCB، Motor Protection Circuit Breaker، Manual Motor Starter و Manual Motor Protector نیز شناخته می‌شوند. مدل‌های حرارتی-مغناطیسی این تجهیزات می‌توانند در یک بدنه جمع‌وجور، Switching دستی موتور، حفاظت اضافه‌بار و حفاظت اتصال کوتاه را انجام دهند و در بسیاری از خانواده‌ها به قطع فاز نیز حساس هستند.
با این حال تمام تجهیزاتی که ظاهری مشابه کلید حرارتی دارند Function یکسانی ندارند. برخی Motor Circuit Breakerها فقط Magnetic Protection دارند و برای حفاظت اضافه‌بار باید همراه Overload Relay استفاده شوند. بنابراین هنگام خرید، عبارت «کلید حرارتی» به‌تنهایی کافی نیست و Trip Technology، رنج تنظیم جریان، قدرت قطع، Trip Class و Application کد دقیق محصول باید بررسی شوند.
کلید حرارتی MPCB چیست؟
MPCB یک تجهیز حفاظتی برای مدار موتور است. در مدل Thermal-Magnetic، بخش حرارتی به جریان اضافه‌بار که برای مدتی ادامه پیدا می‌کند پاسخ می‌دهد و بخش مغناطیسی برای جریان‌های بسیار بزرگ اتصال کوتاه طراحی شده است. کاربر معمولاً می‌تواند جریان بخش حرارتی را در یک Range مشخص تنظیم کند.
ABB، Manual Motor Starter را تجهیزی برای قطع و وصل دستی موتور و حفاظت بدون فیوز در برابر Short Circuit، Overload و Phase Failure معرفی می‌کند. Siemens نیز خانواده SIRIUS 3RV2 را به‌عنوان Motor Starter Protector ارائه می‌دهد و Schneider در سری TeSys GV مدل‌های Thermal-Magnetic و Magnetic-Only جداگانه دارد.
نکته اصطلاحی:
در بازار ایران «کلید حرارتی» معمولاً به MPCB حرارتی-مغناطیسی گفته می‌شود. اما در کاتالوگ سازنده ممکن است عبارتهایی مانند Manual Motor Starter، Motor Starter Protector یا Motor Circuit Breaker استفاده شوند.
کلید حرارتی از موتور در برابر چه خطاهایی حفاظت می‌کند؟
Overload
عبور جریان بیشتر از مقدار مجاز موتور برای مدتی مشخص باعث گرم شدن موتور می‌شود. بخش Thermal کلید برای پاسخ به این شرایط طراحی شده است.
Short Circuit
در جریان‌های بسیار بزرگ خطا، بخش Magnetic با سرعت بیشتری عمل می‌کند تا مدار موتور را از منبع جدا کند.
Phase Failure
بسیاری از MPCBهای حرارتی-مغناطیسی مخصوص موتور به قطع یا عدم تعادل شدید فاز حساس هستند، اما Function دقیق باید برای مدل انتخابی بررسی شود.
رنج تنظیم جریان کلید حرارتی
یکی از مهم‌ترین تفاوت‌های MPCB با بسیاری از کلیدهای حفاظتی عمومی، وجود تنظیم جریان Overload متناسب با موتور است. برای مثال یک کلید می‌تواند Range برابر 4 تا 6.3A یا 6 تا 10A داشته باشد و کاربر مقدار تنظیم را داخل همین محدوده انتخاب کند.
تنظیم باید بر اساس Current واقعی موتور و الزامات سازنده انجام شود. معمولاً جریان نامی درج‌شده روی Motor Nameplate نقطه اصلی بررسی است. انتخاب کلیدی که Range آن جریان موتور را پوشش نمی‌دهد، حتی اگر توان kW درج‌شده در یک جدول مشابه باشد، انتخاب مناسبی نیست.
اشتباه رایج:
MPCB را فقط با توان kW موتور انتخاب نکنید. جریان پلاک موتور، Voltage، روش راه‌اندازی و شرایط کاری نیز بررسی شوند.
بخش حرارتی و مغناطیسی MPCB چگونه کار می‌کنند؟
Thermal Release رفتار زمانی دارد. هرچه مقدار Overload بزرگ‌تر شود، زمان عملکرد کاهش پیدا می‌کند. این رفتار با خصوصیات حرارتی موتور هماهنگ می‌شود تا جریان‌های کوتاه‌مدت طبیعی مانند Starting Current الزاماً باعث Trip فوری نشوند.
Magnetic Release برای جریان‌های شدید خطا طراحی شده و عملکرد آن بسیار سریع‌تر است. مقدار آستانه Magnetic ثابت یا وابسته به کد محصول است و نباید آن را با Range تنظیم Thermal اشتباه گرفت. برای نمونه Siemens در مدل‌های مختلف 3RV2 مقدار N-release متفاوتی اعلام می‌کند و Schneider نیز Magnetic Tripping Current را برای هر GV2 جداگانه مشخص می‌کند.
Thermal-Magnetic و Magnetic-Only چه تفاوتی دارند؟
تمام Motor Circuit Breakerها الزاماً حفاظت حرارتی داخلی ندارند. Schneider برای مثال GV2ME را Thermal-Magnetic معرفی می‌کند؛ بنابراین این مدل هم Overload و هم Short Circuit Protection دارد. در مقابل GV2LE یا GV2L فقط Magnetic Protection دارند و برای حفاظت Overload موتور باید Overload Relay جداگانه در مدار وجود داشته باشد.
| نوع |
حفاظت اضافه‌بار |
حفاظت اتصال کوتاه |
نیاز به Overload Relay خارجی |
| Thermal-Magnetic MPCB |
دارد |
دارد |
برای Function پایه Overload معمولاً خیر |
| Magnetic-Only Motor Circuit Breaker |
ندارد |
دارد |
بله، در مدار موتور برای Overload Protection |
تفاوت کلید حرارتی و بی‌متال
بی‌متال یا Thermal Overload Relay عمدتاً برای حفاظت موتور در برابر Overload و Phase Failure استفاده می‌شود و معمولاً همراه Contactor در مدار Starter قرار می‌گیرد. بی‌متال به‌تنهایی حفاظت Short Circuit موردنیاز مدار قدرت را ایجاد نمی‌کند.
MPCB حرارتی-مغناطیسی علاوه بر Overload Protection دارای Magnetic Short-Circuit Protection است و می‌تواند موتور را به‌صورت دستی ON/OFF کند. بنابراین Function آن گسترده‌تر از یک Thermal Overload Relay ساده است.
البته این موضوع به معنی حذف Contactor نیست. اگر موتور قرار است از طریق PLC، شستی، سنسور یا مدار اتوماتیک مرتب Start و Stop شود، Contactor همچنان عنصر Switching فرمان‌پذیر مدار است و MPCB وظیفه اصلی حفاظت و جداسازی را بر عهده دارد.
تفاوت کلید حرارتی و MCCB
MCCB یک Circuit Breaker عمومی برای حفاظت فیدر، کابل و انواع مدارهای توزیع است. MPCB به‌صورت تخصصی برای Motor Protection طراحی می‌شود و Thermal Characteristic آن متناسب با رفتار موتور و شرایط راه‌اندازی است.
در انتخاب MCCB و MPCB فقط شباهت Range جریان ملاک نیست. Phase-Failure Sensitivity، Trip Class، Motor Coordination و قابلیت اتصال مستقیم به Contactor از مواردی هستند که در MPCB اهمیت ویژه دارند.
Trip Class در کلید حرارتی چیست؟
Trip Class رفتار زمانی حفاظت Overload را در شرایط Start و Overload تعریف می‌کند. این پارامتر تعیین می‌کند حفاظت حرارتی در برابر جریان مشخص طی چه بازه زمانی عمل کند.
Class 10 در بسیاری از MPCBهای متداول دیده می‌شود. برای مثال Schneider برای GV2ME و Siemens برای بسیاری از مدل‌های 3RV2 Class 10 را اعلام می‌کنند. با این حال Trip Class تمام Motor Protectorها الزاماً یکسان نیست و برای موتورهای دارای زمان راه‌اندازی طولانی باید انتخاب حفاظت با Starting Characteristic موتور تطبیق داده شود.
قدرت قطع کلید حرارتی
MPCB علاوه بر جریان تنظیم باید از نظر Short-Circuit Breaking Capacity نیز با شبکه هماهنگ شود. Fault Level در نقطه نصب ممکن است بسیار بیشتر از جریان نامی موتور باشد و کلید باید توانایی قطع یا Coordination مناسب برای این شرایط را داشته باشد.
قدرت قطع بین مدل‌ها و Voltageهای مختلف تغییر می‌کند. ABB برای بعضی Manual Motor Starterهای خود Ics تا 100kA اعلام می‌کند، اما این مقدار ویژگی همه مدل‌ها نیست. Rating دقیق باید در Voltage واقعی شبکه و برای کد انتخابی بررسی شود.
هماهنگی کلید حرارتی و کنتاکتور
یکی از کاربردهای رایج MPCB ساخت Direct-On-Line Starter به همراه Contactor است. در این ساختار MPCB حفاظت مدار موتور را انجام می‌دهد و Contactor Start/Stop فرمان‌پذیر موتور را بر عهده دارد.
انتخاب این دو تجهیز نباید مستقل از یکدیگر انجام شود. سازندگان جداول Coordination برای ترکیب MPCB و Contactor ارائه می‌کنند و در برخی خانواده‌ها Connecting Link یا Busbar مخصوص برای اتصال مستقیم دو تجهیز وجود دارد.
Type 1 و Type 2 Coordination
در Starterهای موتور، IEC 60947-4-1 شرایط Coordination را تعریف می‌کند. در Type 1 ممکن است پس از اتصال کوتاه Starter برای ادامه سرویس نیاز به تعمیر یا تعویض داشته باشد. Type 2 شرایط سخت‌گیرانه‌تری برای قابلیت ادامه کار مجموعه پس از خطا دارد.
دستیابی به Type 2 را نمی‌توان صرفاً با انتخاب MPCB و Contactor با آمپر مشابه تضمین کرد. ترکیب دقیق کدها باید در جدول Coordination رسمی همان سازنده تأیید شده باشد.
حساسیت به قطع فاز
قطع یک فاز در موتور سه‌فاز می‌تواند باعث افزایش جریان در فازهای باقی‌مانده و افزایش دمای سیم‌پیچ شود. بسیاری از MPCBهای Thermal-Magnetic موتور دارای Phase-Loss Sensitivity هستند و رفتار حرارتی آن‌ها برای تشخیص چنین شرایطی طراحی شده است.
Schneider برای GV2ME و خانواده‌های Thermal-Magnetic مربوطه Phase-Failure Sensitivity را تأیید می‌کند و ABB نیز Manual Motor Starterهای خود را برای حفاظت Phase Failure معرفی می‌کند. با این حال نباید این Function را به Magnetic-Only Protectorها یا هر مدل مشابه ظاهری تعمیم داد.
استفاده از کلید حرارتی برای موتور تک‌فاز
برخی MPCBهای سه‌پل امکان استفاده در مدار تک‌فاز را دارند، اما Wiring باید مطابق دستورالعمل سازنده انجام شود. علت این موضوع آن است که سیستم حفاظت قطع فاز ممکن است در صورت عبور نکردن جریان از یکی از Poleها، شرایط را به‌عنوان Phase Loss تشخیص دهد.
برای نمونه Schneider برای استفاده از GV2، GV3 و خانواده‌های مربوطه در Single-Phase Application روش اتصال خاصی را اعلام می‌کند که هر سه Pole در مسیر جریان قرار بگیرند. بنابراین اتصال دو سیمه ساده به دو Pole بدون بررسی Manual روش عمومی و قابل تعمیم نیست.
تجهیزات جانبی کلید حرارتی
خانواده‌های مختلف MPCB تجهیزات جانبی متنوعی دارند و نوع Accessory باید با Size و Series کلید سازگار باشد.
Auxiliary Contact
برای اعلام وضعیت ON/OFF کلید به PLC یا مدار فرمان.
Signal / Trip Contact
برای اعلام Trip یا Fault در مدل‌های سازگار.
Shunt Trip
برای Trip کردن کلید با فرمان الکتریکی در مدل‌های مربوطه.
Undervoltage Release
برای واکنش به افت یا قطع Voltage مدار فرمان طبق مشخصات Accessory.
Connecting Link
برای اتصال مستقیم و مرتب MPCB به Contactor در ترکیبهای تأییدشده.
Rotary Handle / Enclosure
برای عملکرد از روی در تابلو یا نصب در محفظه مخصوص در خانواده‌های مربوطه.
راهنمای انتخاب کلید حرارتی
نقطه شروع انتخاب، Motor Nameplate است. جریان نامی موتور در Voltage و نحوه اتصال واقعی آن مشخص می‌شود و MPCB باید Range تنظیمی داشته باشد که این Current را به‌درستی پوشش دهد.
| معیار انتخاب |
چه چیزی بررسی شود؟ |
اهمیت |
| Motor Current |
جریان نامی پلاک موتور |
انتخاب Thermal Adjustment Range |
| Voltage |
ولتاژ شبکه و موتور |
Motor Rating و Breaking Capacity وابسته به Voltage هستند |
| Trip Technology |
Thermal-Magnetic یا Magnetic-Only |
مشخص شدن وجود Overload Protection داخلی |
| Trip Class |
Class متناسب با Starting Time |
جلوگیری از Trip نامناسب هنگام Start |
| Breaking Capacity |
Icu/Ics یا Rating اعلام‌شده در Voltage پروژه |
تطابق با Fault Level شبکه |
| Contactor |
مدل و Coordination رسمی |
ساخت Starter هماهنگ |
| Accessories |
Auxiliary، Shunt Trip، UVR و Handle |
تطابق با مدار فرمان و تابلو |
مثال ساده برای انتخاب Range کلید حرارتی
فرض کنید جریان نامی موتور طبق پلاک 7.2A است. در این حالت ابتدا باید MPCBای انتخاب شود که Thermal Adjustment Range آن مقدار 7.2A را پوشش دهد؛ برای مثال Rangeهایی در محدوده نزدیک به این جریان می‌توانند از نظر اولیه قابل بررسی باشند.
سپس Voltage، قدرت قطع، Starting Current، Trip Class و Coordination با Contactor کنترل می‌شوند. در نتیجه نمی‌توان صرفاً گفت «برای موتور با توان مشخص همیشه از فلان Range استفاده شود»، زیرا Current واقعی موتورهای هم‌توان می‌تواند متفاوت باشد.
نصب کلید حرارتی در مدار موتور
در یک DOL Starter متداول، MPCB در بخش بالادست Contactor نصب می‌شود. سه فاز قدرت از MPCB عبور کرده و سپس به Contactor و موتور می‌رسند. مدار فرمان Contactor به‌صورت جداگانه توسط شستی، PLC یا سیستم کنترل مدیریت می‌شود.
MPCB باید مطابق جهت و Terminal Diagram سازنده سیم‌بندی شود. سطح مقطع کابل، Tightening Torque، فاصله نصب و Accessoryهای مورد استفاده نیز باید مطابق Datasheet یا Instruction Sheet همان Series باشند.
Replacement کلید حرارتی قدیمی
برای جایگزینی MPCB قدیمی فقط Range جریان را مقایسه نکنید. Magnetic Trip Threshold، Breaking Capacity، Trip Class، Size و سازگاری با Contactor نیز باید بررسی شوند.
اگر کلید قدیمی به‌صورت مستقیم روی Contactor نصب شده است، فاصله Terminalها و Connecting Link اهمیت زیادی دارند. دو MPCB با Range یکسان ممکن است از نظر اتصال مکانیکی با Contactor موجود سازگار نباشند.
Auxiliary Contact، Signal Contact، Shunt Trip و UVR نیز باید با Series جدید تطبیق داده شوند. Voltage مربوط به Releaseها و Contact Configuration مدار فرمان در Replacement اهمیت دارد.
چکلیست Replacement MPCB:
کد کامل محصول، Thermal Adjustment Range، Motor Current، Magnetic Trip، Trip Class، Voltage، Breaking Capacity، Phase-Failure Sensitivity، Size، Terminal، Contactor، Coordination، Connecting Link، Auxiliary Contact، Shunt Trip، UVR، Handle، ابعاد و Wiring بررسی شوند.
قیمت کلید حرارتی به چه عواملی بستگی دارد؟
قیمت کلید حرارتی به برند، Series، Range تنظیم جریان، Size، Breaking Capacity و Accessoryهای موردنیاز بستگی دارد. مدل‌های با قدرت قطع بالاتر یا Range جریان بزرگ‌تر الزاماً از نظر ساختار و قیمت با نمونه‌های کوچک یکسان نیستند.
همچنین باید مشخص شود محصول Thermal-Magnetic است یا Magnetic-Only. مقایسه قیمت این دو بدون در نظر گرفتن نیاز به Overload Relay خارجی صحیح نیست. در Starter کامل، قیمت Contactor، Connecting Link و Auxiliary Contact نیز باید در کنار خود MPCB محاسبه شود.
برای خرید کلید حرارتی چه اطلاعاتی لازم است؟
- جریان نامی موتور روی پلاک
- توان موتور بر حسب kW
- ولتاژ موتور و شبکه
- روش راه‌اندازی موتور
- Starting Time و Starting Current
- Thermal-Magnetic یا Magnetic-Only بودن تجهیز
- رنج تنظیم جریان موردنیاز
- Breaking Capacity موردنیاز
- Trip Class
- مدل Contactor در صورت وجود
- Coordination موردنیاز
- Auxiliary یا Signal Contact
- Shunt Trip یا Undervoltage Release
- کد کامل MPCB قبلی در پروژههای Replacement
سوالات متداول کلید حرارتی
کلید حرارتی چه کاری انجام می‌دهد؟
MPCB حرارتی-مغناطیسی برای حفاظت موتور در برابر Overload و Short Circuit طراحی شده و در بسیاری از مدل‌های مخصوص موتور به Phase Failure نیز حساس است.
کلید حرارتی را روی چه آمپری تنظیم کنیم؟
Setting باید بر اساس جریان نامی موتور و دستورالعمل سازنده انجام شود. Current درج‌شده روی Motor Nameplate یکی از مهم‌ترین مبناهای تنظیم است.
تفاوت کلید حرارتی و بی‌متال چیست؟
بی‌متال عمدتاً Overload Protection را انجام می‌دهد و به حفاظت Short Circuit جداگانه نیاز دارد. MPCB حرارتی-مغناطیسی هر دو حفاظت Overload و Short Circuit را در یک تجهیز دارد.
آیا با وجود کلید حرارتی به کنتاکتور نیاز است؟
اگر موتور باید توسط PLC، شستی یا مدار اتوماتیک Start و Stop شود، Contactor همچنان موردنیاز است. MPCB عنصر اصلی حفاظت است و Contactor Switching فرمان‌پذیر را انجام می‌دهد.
آیا کلید حرارتی از اتصال کوتاه حفاظت می‌کند؟
مدل Thermal-Magnetic بله. بخش Magnetic برای Short Circuit Protection طراحی شده است. مدل‌های Magnetic-Only نیز اتصال کوتاه را پوشش میدهند اما حفاظت Overload داخلی ندارند.
Trip Class کلید حرارتی چیست؟
Trip Class رفتار زمانی حفاظت Overload را مشخص می‌کند. Class 10 در بسیاری از MPCBهای متداول استفاده می‌شود، اما Class مناسب باید با Starting Characteristic موتور هماهنگ باشد.
آیا کلید حرارتی برای موتور تک‌فاز قابل استفاده است؟
بعضی مدل‌ها قابل استفاده هستند، اما Wiring باید مطابق دستورالعمل سازنده انجام شود تا حفاظت Phase Loss باعث عملکرد اشتباه نشود. روش اتصال را نباید از یک Series به همه مدل‌ها تعمیم داد.
قدرت قطع کلید حرارتی چگونه انتخاب می‌شود؟
Breaking Capacity باید با Fault Level محل نصب و Voltage شبکه هماهنگ باشد. این مقدار مستقل از Thermal Adjustment Range است و برای کد دقیق بررسی می‌شود.
برای جایگزینی کلید حرارتی قدیمی چه اطلاعاتی لازم است؟
Range جریان، Magnetic Trip، Trip Class، Breaking Capacity، Size، Contactor، Coordination، Accessoryها، Terminal و ابعاد باید با مدل جدید تطبیق داده شوند.
برای راهنمای خرید و دریافت قیمت کلید حرارتی با شماره 03191091031 تماس بگیرید.
هنوز نظری ثبت نشده است. اولین نفر باشید!