کلید حرارتی مغناطیسی 4 تا 6.3 آمپر اشنایدر

موتورهای الکتریکی کاربردهای زیادی در صنایع مختلف دارد و به طور عمده از آن ها برای راه اندازی انواع دستگاه های مکانیکی استفاده می شود. دو عامل مهمی که سبب آسیب دیدن این موتورهای الکتریکی می شود؛ اضافه بار و اتصال کوتاه است که برای محافظت از آن در برابر این دو خطا از کلید حرارتی - مغناطیسی استفاده می شود. در واقع اگر موتور جریانی بیش تر از مقدار جریان نامی درج شده بر روی پلاک بکشد یا دچار اتصال کوتاهی شود، کلید حرارتی مغناطیسی از موتور محافظت می کند.

کلید حرارتی - مغناطیسی یا MPCB که مخفف motor protection circuit breaker است برای راه اندازی دو جریان مختلف استفاده می شود:

1. کلید محافظ موتور برای راه اندازی سبک: اگر جریان راه اندازی موتور از 5 برابر جریان نامی تجاوز نکند می تواند به مدت 20 ثانیه نگه دارد.
2. کلید محافظ موتور برای راه اندازی سنگین: اگر جریان راه اندازی موتور از 10 برابر جریان نامی تجاوز نکند می تواند به مدت 4 ثانیه نگه دارد.

• جریان حرارتی، جریانی ایجاد شده در اثر اضافه بار است و در ادامه باعث گرم تر شدن موتور می شود.
• جریان مغناطیسی در اثر نقص فاز (اتصال کوتاه بین دو فاز با هم یا یک نول و فاز با یکدیگر) ایجاد می شود.

بله می توان از کلیدهای MPCB برای محافظت از موتورهای تک فاز استفاده کرد، تنها کافی است دو فاز کلید را سری کنید و از آن ها فاز عبور دهید و از فاز سوم را نول عبور دهید.

دسته بندی بهره وری در استاندارد IEC به موارد زیر بستگی دارند:

• نوع باری که باید کنترل شود (مثل موتورهای slip-ring یا squirred-cage)
• شرایط چرخه عملیاتی (موتور در حال کار، توقف یا راه اندازی، عملکرد معکوس، ترمز جریان مخالف و ...)

در شکل زیر انواع دسته بندی بهره وری و کاربرد آن ها نشان داده شده است.

AC-3، دسته بندی بهره وری در کلید حرارتی - مغناطیسی است که برای راه اندازی و خاموش کردن موتورهای squirrel-cage در حین کار کردن مورد استفاده قرار می گیرد.

Ico (جریان اضافه بار کمتر از 10In): رله اضافه بار حرارتی مرتبط با کنتاکتور که توسط سازنده تعریف شده است و از کلید در برابر خطای اضافه بار محافظت می کند.

• در 0.75 * Ico فقط رله اضافه بار حرارتی باید خاموش شود.
• در 1.25 * Ico حفاظت اتصال کوتاه باید شروع به کار کند.

جریان Ir اتصال کوتاه سطح پایین (50In>I>10In): علت اصلی این نوع خطا، فرسودگی مواد عایق است و این جریان آزمایشی این امکان را فراهم می کند که آیا این کلید در برابر اتصال کوتاه سطح پایین محافظت می کند یا خیر.

جریان Iq (جریان اتصال کوتاه بیش تر از جریان Ir): این جریان با رخ دادن خطای اتصال کوتاه در حین تعمیر و نگهداری به وجود می آید. 

کلید های MPCB سری GV2ME اشنایدر جایگزین کلیدهای MPCB از سری GV2P هستند و از نظر عملکردی فرقی ندارند. کلیدهای حرارتی - مغناطیسی سری GV2P منسوخ شده اند و به علت کم یاب بودن قیمت بالایی دارند.

موتورهای الکتریکی DC با دو ورودی و کلیدهای حرارتی مغناطیسی با سه ورودی (سه پل) تغذیه می شوند. کلید های حرارتی را می توان به موتور DC وصل کرد اما این کلیدها می توانند از موتور تنها در برابر اتصال کوتاه حفاظت کنند. بنابراین اتصال کلید حرارتی به موتور DC اصولی نیست چون نمی تواند در برابر اضافه بار از آن محافظت کند بنابراین توصیه نمی شود.

تولید کنندگان MPCB معمولاً نمودارهایی را ارائه می دهند که مشخصات فنی قطع کننده مدار را نشان می دهد تا روند انتخاب ساده شود. نمودار زیر، به عنوان نمونه، برای قطع کننده مدار موتور سری TeSys GV2 است. قبل از نصب یک MPCB، بررسی سازگاری ولتاژ و جریان با موتور محافظت شده بسیار مهم است. اصولا موتور به خصوص در حالت بی بار جریانی کمتر از جریان نامی از مدار می کشد. اما باید کلید حرارتی را طوری انتخاب کنیم که حداکثر جریان ممکن به راحتی از آن عبور کند. جریان بی متال کلید حرارتی در رنج جریان نامی موتور و جریان اتصال کوتاه کلید حرارتی ۱٫۲ تا ۲ برابر جریان نامی تنظیم می شود. کلید حرارتی متناسب با موتور به دو روش انتخاب می شود :

1. روش اول : روش تجربی است که به طور تجربی به ازای هر اسب بخار ۱٫۵ آمپر و به ازای هر کیلووات ۲ آمپر باید برای جریان کلید حرارتی درنظر گرفته شود. مثلا موتور ۴ کیلووات به کلیدی با جریان ۸ آمپر احتیاج دارد.
2. روش دوم : استفاده از فرمول و جدول انتخاب کلید حرارتی است. ∅P=√۳×V×I×COS با استفاده از این رابطه می توانید جریان را بدست آورید. کسینوس فی معمولا 0.8 یا 0.9 در نظر گرفته می شود.
3. توسط جدول به راحتی رنج جریان کلید را بر اساس کیلوات یا اسب بخار موتور بدست آورید و کلید حرارتی متناسب با آن را انتخاب کنید.

• اصول عملکردی کلیدهای حرارتی مغناطیسی یا کلیدهای محافظ موتوری مانند سایر قطع کننده های مدار است. كليد محافظ مي تواند موتور را در مقابل اتصال كوتاه، تك فاز شدن الكتروموتور، افت ولتاژ و اضافه بار حفاظت کند. 
• براي کار کردن رله تعبیه شده در کلید حرارتی مغناطیسی، معمولاً آن را بر روي جريان معيني تنظيم مي كنند (5.1 تا 8.1 برابر جريان نامي). محافظت حرارتی برای حفاظت از موتور الکتریکی در برابر اضافه بار است. عملکرد آن بر اساس انبساط و انقباض کنتاکت است که در صورت شناسایی جریان اضافی، موتور را قطع می کند. حفاظت حرارتی هنگام استارت موتور برای اجازه عبور جریان هجومی دارای یک واکنش تأخیری است. با این حال، اگر موتور به دلایلی قادر به استارت خوردن نباشد، محافظت حرارتی در پاسخ به این جریان، تریپ می کند.
• محافظت مغناطیسی در صورت وجود اتصال کوتاه استفاده می شود. برخلاف حفاظت حرارتی، حفاظت مغناطیسی برای قطع فوری جریان خطای خطرناک واکنش آنی دارد.
• کلیدهای محافظ موتوری (MPCB) قابلیت حفاظت از موتور در برابر عدم تقارن فاز و نقص فاز را دارند که این برتری آن ها نسبت به سایر قطع کننده های مدار است. برای کارایی صحیح موتور سه فاز، باید ولتاژ متعادل بین هر سه هادی برقرار باشد. اگر عدم تقارن بیش از 2 درصد شود به موتور آسیب می رساند. عدم تعادل جریان فاز در سیستم های سه فاز که بارهای تک فاز را جداگانه تأمین می کنند طبیعی است، اما در مدار سه فاز غیر قابل قبول است. همچنین نقص یکی از فازها باعث کار کردن موتور با دو فاز و آسیب مجدد می شود.  برای محافظت در برابر این اتفاق، اختلاف ولتاژ فازها را محاسبه کرده و در صورت تشخیص این شرایط موتور را قطع می کند.
• برای قطع موتورهای الکتریکی به منظور تعویض یا تعمیر آن ها از مکانیزم قطع دستی کلیدهای محافظ موتوری استفاده می شود.
• کلیدهای محافظ موتوری در رنج جریان گسترده ای تولید می شوند که بعضی از این گروه دارای قابلیت تنظیم جریان هستند. این ویژگی قابلیت استفاده از این کلیدها برای موتورهای با ظرفیت مختلف را به ما می دهد. رنج کلید حرارتی مغناطیسی اشنایدر معمولاً در سری GV2M از 0.16 تا 32 آمپر و در سری GV2P از 0.25 تا 32 آمپر و در سری GV3P از 9 تا 80 آمپر و در سری GV7R از 15 تا 220 آمپر است و برای موتورهای تا 110 کیلو وات مناسب هستند. 

• کلیدهای حرارتی_مغناطیسی GV2ME و GV2P برای اتصال توسط ترمینال های پیچی طراحی شده اند. قطع کننده مدار GV2ME با لاگ یا ترمینال فنری می توانند تغذیه شوند. ترمینال های فنری، اتصال ایمن، پایدار و با دوام را تضمین می کند که در محیط های خشن و پر از لرزش و ضربه مقاوم است و در صورت استفاده از هادی فاقد cable end، حتی کارآمد بیشتری دارند.
• مشخصه اتصال قطع کننده مدار GV3، پیچ های BTR (سر شش وجهی) هستند. این نوع اتصال از سیستم EverLink استفاده می کند که دقیق و پایدار است و از در رفتن کابل جلوگیری می کند. قطع کننده های GV3 توسط لاگ هم قابل اتصالند. این نوع اتصال با نیازهای بازارهای آسیایی مطابقت دارد و برای کاربردهای تحت لرزش شدید مانند حمل و نقل ریلی مناسب است.
• قطع کننده های مدار GV7 با ترمینال های پیچی و اتصالات Clip-on متصل می شوند.

این استاندارد تست هایی را در سطوح مختلف جریان تعریف می کند. هدف از این آزمایش ها قرار دادن تجهیزات در شرایط سخت است.
استاندارد دو نوع هماهنگی را با توجه به شرایط اجزا پس از آزمایش تعریف می کند:

• نوع 1
• نوع 2

برای تعیین نوع هماهنگی، استاندارد مستلزم آن است که رفتار تجهیزات تحت شرایط اضافه بار و اتصال کوتاه برای 3 مقدار جریان خطا، تحت شرایط اضافه بار و اتصال کوتاه آزمایش شود.

هماهنگی نوع 1
هماهنگی نوع 1 مستلزم آن است که در شرایط اتصال کوتاه، کنتاکتور یا استارت نباید هیچ خطری برای پرسنل یا تاسیسات ایجاد کند و نباید بدون تعمیر یا تعویض قطعات قادر به از سرگیری کار شود.
هماهنگی نوع 2
هماهنگی نوع 2 مستلزم این است که در شرایط اتصال کوتاه، کنتاکتور یا استارت نباید هیچ خطری برای پرسنل یا تأسیسات ایجاد کند و متعاقباً باید بتواند کار خود را از سر بگیرد. خطر جوشکاری کانتکت مجاز است. در این مورد، سازنده باید اقداماتی را که باید در مورد تعمیر و نگهداری تجهیزات انجام شود، نشان دهد. هماهنگی نوع 2 قابلیت اطمینان عملیات را افزایش می دهد.

• رنج ولتاژ MPCB باید با ولتاژ درج شده روی پلاک موتور مطابقت داشته باشد. قطع کننده مدار محافظ موتوری در رنج ولتاژ مختلفی شامل 230، 380، 415، 440، 500، 660 ولت AC قابل استفاده است.
• پس از مشخص شدن ولتاژ، لازم است جریان پلاک موتور الکتریکی بررسی شود. توجه به این نکته ضروری است که جریان عملکردی واقعی ممکن است کمتر از جریان پلاک باشد، مخصوصاً اگر موتور کاملاً بارگیری نشده باشد.
• کلید محافظ موتوری باید همیشه با توجه به مقدار فعلی پلاک انتخاب شود تا در هنگام روشن شدن موتور، عبور جریان هجومی امکان پذیر باشد. به عنوان مثال، یک موتور با جریان پلاک 20 آمپر ممکن است جریان بسیار کمتری را در حین کار با بار بکشد، اما MPCB باید با توجه به مقدار نامی 20 آمپر انتخاب شود، یا اگر موتور در بار کامل استفاده شود، ممکن است تریپ کند.
• می توان قطع کننده های مدار حفاظت موتور را به مقدار دقیق جریانی که برای موتور الکتریکی مناسب است، کالیبره کرد. آن ها معمولاً رنج تنظیم دارند. به عنوان مثال، یک MPCB با توان 32 آمپر ممکن است برای موتورهایی با جریان نامی پایین 22 آمپر قابل استفاده باشد. از آنجایی که تعویض قطع کننده موتور ضروری نیست، جایگزینی یک موتور الکتریکی با یک مدل کارآمدتر که به جریان کمتری نیاز دارد سودمند است.
• حتی اگر اندازه قطع کننده مدار محافظ موتور با توجه به موتور الکتریکی محافظت شده بطور صحیح انتخاب شود، استفاده از سیم کشی مناسب نیز مهم است. برای ایجاد حفاظت کافی، سیم باید بتواند جریان نامی را با اطمینان هدایت کند. یک سیم با اندازه کم بیش از حد گرم می شود، عایق ذوب می شود، و حتی با نصب قطع کننده ممکن است خطاهای الکتریکی رخ دهد.