بیمتال و یا رله حرارتی یکی از تجهیزات حفاظتی رایج در تابلوهای برق صنعتی است که به هدف حفاظت موتور در برابر اضافه‌بارهای طولانی مدت، مورد استفاده قرار می‌گیرد. پس انتخاب صحیح آن تاثیر مستقیم بر عمر موتور و پایداری سیستم دارد. در این مقاله معیارهای خرید بیمتال و روش‌های انتخاب رله حرارتی توسط جدول را بررسی می‌کنیم.

معیارهای انتخاب و جدول رنج بیمتال

شاخص‌های انتخاب بیمتال مناسب تنها محدود به رنج جریان موتور نمی‌شود. بلکه مجموعه‌ای از پارامترهای الکتریکی و مکانیکی را باید به طور همزمان بررسی نمود. همچنین شرایط محیطی و قابلیت‌های مورد نیاز سیستم در انتخاب بیمتال مناسب، تاثیر گذار هستند. امکاناتی نظیر حالت ریست دستی و یا اتوماتیک، کنتاکت‌های کمکی NO و NC و یا دکمه تست، از جمله ویژگی‌های کاربردی تجهیزات بیمتال به حساب می‌آیند که در طراحی مدار فرمان نقش مهمی را ایفا می‌کنند. برای کسب اطلاعات بیشتر و تخصصی درمورد این تجهیز، می‌توانید به مقاله بیمتال چیست مراجعه کنید.

در ادامه، بر اساس استانداردهای معتبر IEC و معیارهای مورد قبول در صنعت، مهم‌ترین مواردی را که باید هنگام انتخاب رله حرارتی در نظر گرفت معرفی می‌کنیم. برای هر شاخص، جدول مشخصات مربوطه نیز ارائه می‌شود تا انتخاب بیمتال برای انواع موتور و بار آسان‌تر و دقیق‌تر باشد.

نحوه عملکرد بیمتال و یا رله حرارتی

انتخاب رله حرارتی با توجه به روش‌های راه‌اندازی موتور

نوع راه‌اندازی الکترو موتورها یکی دیگر از از عوامل موثر بر انتخاب بیمتال‌ها به حساب می‌آید. در راه‌اندازی مستقیم موتور، جریان راه‌اندازی بسیار بالا بوده و نیاز به انتخاب دقیق کلاس قطع در بیمتال داریم. از طرفی در راه‌اندازی ستاره مثلث، بیمتال باید در بخش عملکرد مثلث قرار بگیرد تا جریان واقعی را تشخیص دهد. در سیستم‌هایی که از درایو و یا سافت‌استارتر استفاد می‌شود، حفاظت سیستم برعهده حفاظت داخلی این تجهیزات قرار دارد و استفاده از بیمتال ضروری نیست.

انتخاب بی متال با توجه به رنج جریان نامی موتور

مهم‌ترین معیار در انتخاب رله حرارتی (بیمتال)، توجه به جریان نامی موتور است. این مقدار، مبنای اصلی تمامی محاسبات و انتخاب تجهیزات حفاظتی مرتبط با موتور محسوب می‌شود. برای دستیابی به بهترین عملکرد سیستم الکتریکی، بیمتال باید به‌گونه‌ای انتخاب شود که جریان تنظیم آن در نقطه میانی بازه جریان موتور قرار گیرد. این کار باعث می‌شود رله حرارتی:

  • دقت عملکرد بالاتری داشته باشد.
  • در برابر نوسانات جریان حساسیت مناسب نشان دهد.
  • و حفاظت مطمئن‌تری از موتور ارائه دهد.

موتور تک‌فاز

رنج جریان بی متال (A)

جریان موتور (A)

توان موتور

ستاره مثلث

اتصال مستقیم

220 V

KW

HP (اسب بخار)

4-6

7.3

0.75

1

–

7-13

10

1.1

1.5

6-10

7-13

13

1.5

2

7-13

7-13

19

2.2

3

9-14

18-25

24

3

4

13-18

18-25

27

3.7

5

18-25

18-25

30

4

5.5

–

34-50

41

5.5

7.5

22-32

34-50

55

7.5

10

 

موتور سه فاز

رنج جریان بی متال

جریان موتور

توان موتور

ستاره مثلث

اتصال مستقیم

220 V

380 V

HP (اسب بخار)

KW

–

1.5-2.4

3.5

2

1

0.75

–

2.5-4

5

2.8

1.5

1.1

–

2.5-4

6.4

3.7

2

1.5

–

4-6

9.5

5.5

3

2.2

–

7-13

12

7

4

3.0

–

7-13

15

8

5

3.7

6-10

7-13

16

9

5.5

4.0

7-13

7-13

20

12

7.5

5.5

9-14

13-18

27

16

10

7.5

9-14

18-25

37

22

13.5

10

13-18

18-25

41

23

15

11

18-25

22-32

64

31

20

15

–

28-40

67

39

25

18

22-32

34-50

74

43

30

22

22-32

34-50

99

57

40

30

28-40

–

130

75

50

37

48-65

–

147

86

60

45

69-115

–

183

105

75

55

69-115

–

239

138

100

75

100-240

–

301

170

125

90

100-240

–

350

205

159

110

100-240

–

410

245

175

130
100-240

–

505

278

200

150

شاخصه نوع بار بر انتخاب بیمتال

بیمتال‌ها با توجه به نوع بار موتور و شرایط کارکرد دستگاه، در مدل‌های مختلفی تولید می‌شوند. به همین دلیل، ماهیت بار الکتریکی و مکانیکی متصل به موتور نقش بسیار مهمی در انتخاب صحیح رله حرارتی دارد.

شدت فشار مکانیکی وارد بر موتور و میزان گشتاور راه‌اندازی موتور، تعیین کننده میزان ظرفیت تحمل جریان راه‌اندازی در بیمتال‌ها هستند. بنابراین انتخاب درست بیمتال نیازمند توجه به رفتار واقعی بار است تا حفاظت موتور در شرایط کاری مختلف به‌طور کامل تأمین شود.

انتخاب بیمتال بر اساس کلاس قطع

کلاس قطع بیانگر مدت زمان لازم برای عملکرد بیمتال در برابر جریان بیش از حد است. به طوریکه حداکثر زمان مقاومت رله در جریان‌های چند برابر مقدار تنظیم شده را نشان می‌دهد. این پارامتر در سه کلاس متداول 10، 20 و 30 متناسب مدت زمان قطع، دسته‌بندی می‌شود.

با انتخاب بی متال متناسب، باید با توجه به طبقه‌بندی زمان قطع تعیین شده توسط استاندارد IEC 60947-4-1، انجام شود. انتخاب کلاس مناسب تضمین می‌کند که بیمتال ضمن حفاظت موتور، از قطع ناخواسته نیز جلوگیری نماید.

نمودار و جدول کلاس‌های قطع کنتاکتور و تاثیر آن بر بیمتال

سازگاری مکانیکی و الکتریکی  بیمتال با کنتاکتور

از مهم‌ترین موارد انتخاب رله حرارتی، توجه به نوع اتصال، ابعاد و مشخصات حرارتی کنتاکتور مورد استفاده در سیستم می‌باشد. در صورتی که از بیمتال غیر هم‌سری با کنتاکتور انتخاب شود، می‌تواند منجر به افزایش تلفات، اتصال نامناسب و یا اختلال در عملکرد حفاظتی سیستم شوند. در نتیجه سازندگان تجهیزات برق صنعتی، معمولا بیمتال‌های مختص سری‌های خاص کنتاکتور را ارائه می‌دهند تا از هماهنگی کامل الکتریکی و مکانیکی در سیستم‌های اتوماسیون صنعتی اطمنیان حاصل کنند.

راه‌اندازی موتور  سه فاز

جریان بیمتال (A)

کنتاکتور

جریان فیوز (A)

جریان موتور (A)

توان موتور

ستاره-مثلث

تک ضرب

ستاره

مثلث

یک ضرب

 380 V 220 V KW HP
– 1.5-2.4 – – 9 4 2 2 0.75 1
– 2.5-4 – – 9 6 2.9 2.6 1.1 1.5
– 2.5-4 – – 9 10 3.7 3.8 1.5 2
– 4-6 – – 9 10 5.1 5.3 2.2 3
– 7-13 – – 12 16 6.8 7 3 4
6-10 7-13 9 9 18 16 8.5 9.4 4 5.5
7-13 7-13 9 9 18 20 11.7 12.6 5.5 7.5
9-14 13-18 9 12 22 25 15.8 – 7.5 10
9-14 18-25 9 12 32 32 19 17 10 13.3
13-18 18-25 12 18 32 32 22.6 22.7 11 15
18-25 22-32 18 22 40 40 29.8 – 15 2
22-32 34-50 22 32 50 50 39.5 – 18.5 25
22-32 34-50 22 32 65 63 45 – 22 30
28-40 – 32 40 – 80 55 – 30 40
34-50 – 40 50 – 100 70 – 37 50
48-65 – 50 65 – 100 82 – 45 60

 

راه‌اندازی موتور تک فاز

جریان بیمتال (A)

کنتاکتور (A)

جریان فیوز (A)

جریان موتور (A)

توان موتور

ستاره – مثلث

تک ضرب

ستاره

مثلث

یک ضرب

380 V

220 V

KW

HP
– 4-6 – – 9 10 5.1 5.3 0.75 1
– 7-13 – – 12 16 6.8 7 1.1 1.5
6-10 7-13 9 9 18 16 8.5 9.4 1.5 2
7-13 7-13 9 9 18 20 11.7 12.6 2.2 3
9-14 18-25 9 12 32 32 19 17 3 4
13-18 18-25 12 18 32 32 22.6 22.7 4 5.5
– 28-40 – – 40 40 – 31.2 5.5 7.5
22-32 34-50 22 32 65 63 45 42.6 7.5 10

هماهنگی حفاظتی با کلیدهای فیوز

از آنجا که بیمتال برای حفاظت در برابر اتصال کوتاه طراحی نشده است، هماهنگی آن با کلید اتوماتیک یا فیوز نصب‌شده در سیستم الکتریکی اهمیت ویژه‌ای دارد. این هماهنگی که در قالب نوع 1 و نوع 2 تعریف می‌شود، تعیین می‌کند که تجهیز پس از وقوع اتصال کوتاه تا چه میزان قابل استفاده باقی می‌ماند. در سیستم‌های صنعتی معمولاً هماهنگی نوع دوم مطلوب‌تر است زیرا پس از وقوع خطا، کنتاکتور و بیمتال همچنان قابل بهره‌برداری باقی می‌مانند.

نتیجه‌گیری

انتخاب درست بیمتال نقش مهمی در افزایش قابلیت اطمینان سیستم‌های الکتریکی دارد که برای این کار باید عواملی مانند جریان نامی موتور، کلاس قطع، نوع بار، سازگاری با کنتاکتور و شرایط محیطی را به‌دقت بررسی کرد. رعایت این موارد باعث می‌شود موتور در برابر آسیب‌های حرارتی محافظت شود و از توقف‌های ناخواسته و اختلال در روند تولید جلوگیری گردد.