بی متال چیست و چگونه کار میکند؟

از پرتکرارترین سوالاتی که در حوزه برق صنعتی و حفاظت از تجهیزات الکتریکی مطرح می شود این است که بی متال چیست و چگونه کار میکند؟ بی متال یکی از قطعات کلیدی در مدارهای فرمان و قدرت است که وظیفه حفاظت از موتورهای الکتریکی در برابر جریان اضافه بار را بر عهده دارد. پیش از خرید این قطعه، بسیاری از کاربران و متخصصان به دنبال اطلاع از قیمت رله حرارتی نیز هستند، چرا که این قیمت بسته به برند، آمپراژ و کاربرد متفاوت است. اگر در حوزه برق صنعتی اصفهان فعالیت می کنید یا به دنبال تامین این تجهیزات از فروشندگان معتبر هستید، در ادامه این مقاله به صورت کامل با ساختار، عملکرد، اجزا و نحوه تنظیم بی متال آشنا خواهید شد.

بی متال چیست؟

بی متال (Bimetal) یک عنصر حفاظتی است که از دو فلز با ضریب انبساط حرارتی متفاوت ساخته شده و در داخل رله های حرارتی مورد استفاده قرار می گیرد. اساساً وقتی صحبت از رله بی متال چیست می شود، منظور مجموعه ای است متشکل از تیغه بی متال، مکانیزم مکانیکی قطع و وصل، و کنتاکت های کمکی که در کنار هم وظیفه قطع مدار در هنگام بروز اضافه بار جریان را انجام می دهند.

به بیان ساده تر، بی متال مانند یک سنسور حرارتی مکانیکی عمل می کند که با افزایش دما (ناشی از افزایش جریان عبوری)، خم می شود و در نتیجه مدار فرمان کنتاکتور را قطع می کند. این ویژگی باعث شده بی متال به یکی از پرکاربردترین تجهیزات حفاظتی در تابلوهای برق صنعتی تبدیل شود.

رله حرارتی پارس فانال | رله حرارتی

رله حرارتی(بیمتال) رنج 85 تا 125 آمپر پارس فانال مدل PFR-100/3

6,200,000 تومان

مشاهده و خرید

مشاهده و خرید

15%

لوازم جانبی

بی متال (رله اضافه بار) 54 الی 150 LS کره کد MT150

17,067,600 تومان قیمت اصلی: 17,067,600 تومان بود.14,507,460 تومانقیمت فعلی: 14,507,460 تومان.

مشاهده و خرید

مشاهده و خرید

15%

لوازم جانبی

بی متال (رله اضافه بار) 18 الی 65 LS کره کد MT63

6,016,900 تومان قیمت اصلی: 6,016,900 تومان بود.5,114,370 تومانقیمت فعلی: 5,114,370 تومان.

مشاهده و خرید

مشاهده و خرید

ساختار داخلی و نحوه عملکرد بی متال به زبان ساده

ساختار داخلی بی متال از دو ورقه فلزی با ضریب انبساط حرارتی متفاوت تشکیل شده که به هم جوش یا پرچ شده اند. این دو فلز معمولاً یکی آهنی و دیگری از جنس آلیاژهایی مانند نیکل یا مس است. وقتی جریان الکتریکی از مدار عبور می کند، این تیغه دوفلزی گرم می شود. از آنجا که هر یک از فلزات با نرخ متفاوتی منبسط می شوند، تیغه به سمت فلزی که انبساط کمتری دارد خم می شود.

این خمش مکانیکی، اهرمی داخلی را فعال می کند که در نهایت باعث قطع کنتاکت کمکی NC (باز شونده) و در برخی مدل ها فعال شدن کنتاکت NO می گردد. با قطع این کنتاکت، مدار فرمان کویل کنتاکتور قطع شده و کنتاکتور اصلی نیز مدار قدرت را از مدار خارج می کند. به همین دلیل است که در پاسخ به سوال بی متال چیست و چگونه کار میکند باید گفت: بی متال در واقع یک کلید حرارتی خودکار است که با تبدیل انرژی حرارتی به حرکت مکانیکی، نقش محافظ موتور را ایفا می کند.

نکته مهم این است که این فرآیند برگشت پذیر است؛ یعنی پس از سرد شدن تیغه بی متال، امکان ریست کردن (دستی یا خودکار) و بازگشت به حالت اولیه وجود دارد.

کاربردهای اصلی بی متال در برق صنعتی

بی متال در صنایع مختلف به عنوان یک تجهیز حفاظتی استاندارد کاربرد گسترده ای دارد. مهم ترین کاربردهای آن عبارتند از:

• حفاظت از موتورهای الکتریکی سه فاز و تک فاز در برابر جریان اضافه بار
• جلوگیری از سوختن سیم پیچ موتورها در اثر گرمای بیش از حد
• استفاده در تابلوهای فرمان و قدرت صنعتی
• به کارگیری در سیستم های پمپاژ، آسانسور، نوار نقاله و ماشین آلات صنعتی
• ترکیب با کنتاکتور جهت تشکیل مدارهای استارت موتور (مدار استاندارد کنتاکتور + بی متال)

استفاده صحیح از بی متال متناسب با آمپراژ موتور، عمر تجهیزات را به طور قابل توجهی افزایش می دهد و از خرابی های پرهزینه جلوگیری می کند.

نقش بیمتال در حفاظت از موتورهای الکتریکی

موتورهای الکتریکی به دلیل عبور جریان بالا در زمان راه اندازی و همچنین در شرایط اضافه بار مکانیکی، مستعد آسیب دیدن سیم پیچ هستند. بیمتال با پایش دائمی جریان عبوری، در صورتی که جریان از مقدار تنظیم شده فراتر رود، طی مدت زمان مشخصی (بسته به منحنی حرارتی رله) مدار را قطع می کند.

این ویژگی به ویژه در مواقعی که موتور تحت بار مکانیکی ناگهانی قرار می گیرد یا یکی از فازها قطع می شود (حالت تک فاز شدن موتور سه فاز)، اهمیت حیاتی پیدا می کند؛ چرا که بدون وجود بی متال، سیم پیچ موتور در عرض چند دقیقه دچار سوختگی می شود.

اجزای تشکیل دهنده رله بی متال

برای درک کامل تر عملکرد این قطعه، شناخت اجزای بی متال ضروری است. رله حرارتی بی متال معمولاً از قطعات زیر تشکیل شده است:

همان طور که در جدول بالا مشاهده می شود، هر یک از اجزای بی متال نقش مشخصی در فرآیند حفاظتی ایفا می کنند و نبود یا خرابی هر کدام می تواند عملکرد کلی رله را مختل کند.

بی متال از چه فلزاتی ساخته می شود؟

تیغه بی متال از دو لایه فلزی متفاوت ساخته می شود که معمولاً یکی از آن ها آهن یا فولاد است و دیگری آلیاژی از نیکل، کروم یا مس می باشد. انتخاب این ترکیب فلزی به گونه ای انجام می شود که اختلاف ضریب انبساط حرارتی بین دو لایه حداکثر باشد تا حساسیت رله نسبت به تغییرات دما افزایش یابد.

کیفیت این آلیاژها تاثیر مستقیمی بر دقت عملکرد، طول عمر و پایداری رله در برابر نوسانات دمایی محیط دارد؛ به همین دلیل برندهای معتبر صنعتی از فرآیندهای متالورژی دقیق برای تولید این تیغه ها استفاده می کنند.

نکته مهمی که در اینجا باید به آن توجه کرد، ارتباط میان دو اصطلاح «بی‌متال» و «رله حرارتی» است.

رله بی‌متال همان چیزی است که در بازار و در متون فنی معمولاً با نام رله حرارتی (Thermal Overload Relay) شناخته می‌شود. یعنی وقتی کسی می‌گوید «قیمت رله حرارتی» یا «رله بی‌متال»، در عمل دارد از یک قطعه صحبت می‌کند.

نکته ظریف اینجاست:

بی‌متال در واقع به آن تیغه دوفلزی داخلی گفته می‌شود که اصل عملکرد حرارتی رله بر پایه آن است.

رله حرارتی به کل مجموعه‌ی قطعه گفته می‌شود که شامل همان تیغه بی‌متال، مکانیزم اهرمی، کنتاکت‌ها، پیچ تنظیم جریان و… است.

پس می‌توان گفت: بی‌متال، قلب و اصل عملکرد رله حرارتی است، ولی در گفتگوی روزمره و حتی در بیشتر کاتالوگ‌های فروش، این دو اسم به‌جای هم و برای اشاره به همان یک قطعه استفاده می‌شوند.

تفاوت بی متال با کلید حرارتی (MPCB) چیست؟

اگرچه بی متال و کلید حرارتی MPCB (Motor Protection Circuit Breaker) هر دو برای حفاظت از موتور به کار می روند، تفاوت های اساسی بین این دو تجهیز وجود دارد:

به بیان دیگر، بی متال تنها در برابر اضافه بار حرارتی حفاظت ایجاد می کند، در حالی که MPCB معمولاً ترکیبی از حفاظت حرارتی و مغناطیسی (در برابر اتصال کوتاه) را در یک قطعه فراهم می سازد.

فرق بیمتال و فیوز مینیاتوری در چیست؟

فیوز مینیاتوری (MCB) عمدتاً برای حفاظت از سیم و کابل در برابر جریان اتصال کوتاه و اضافه بار طراحی شده و پس از عملکرد، نیاز به تعویض یا ریست ساده مکانیکی دارد، اما اصل عملکرد آن بر پایه ذوب یا قطع سریع مغناطیسی است، نه خمش حرارتی تدریجی.

در مقابل، بی متال به طور اختصاصی برای حفاظت از موتور طراحی شده و منحنی زمان-جریان آن متناسب با رفتار حرارتی موتورهای الکتریکی (از جمله جریان هجومی راه اندازی) تنظیم شده است. به همین دلیل نمی توان فیوز مینیاتوری را جایگزین مناسبی برای بی متال در مدارهای موتوری دانست، هرچند این دو تجهیز اغلب به صورت مکمل در کنار یکدیگر در تابلوهای برق استفاده می شوند.

تنظیم بی متال چگونه انجام می شود؟

تنظیم بی متال یکی از مراحل حیاتی در راه اندازی صحیح مدارهای موتوری است. برای این کار باید:

جریان نامی موتور (درج شده روی پلاک موتور) را بررسی کنید.

پیچ تنظیم جریان روی بدنه رله را مطابق با جریان نامی موتور تنظیم نمایید (معمولاً بین ۸۰ تا ۱۰۰ درصد جریان نامی).

در صورت وجود حالت دستی (Manual) و خودکار (Auto)، حالت مناسب با شرایط کاربری را انتخاب کنید.

با استفاده از دکمه تست (Test)، عملکرد صحیح رله را پیش از بهره برداری بررسی نمایید.

انجام صحیح تنظیم بی متال نه تنها از سوختن موتور جلوگیری می کند، بلکه از قطع شدن های ناخواسته و بی مورد مدار نیز پیشگیری می نماید.

جمع بندی

در این مقاله به طور کامل بررسی شد که بی متال چیست و چگونه کار میکند و چرا این قطعه یکی از ارکان اصلی حفاظت در مدارهای موتوری به شمار می رود. از ساختار داخلی و اجزای بی متال گرفته تا نحوه تنظیم بی متال و تفاوت آن با سایر تجهیزات حفاظتی مانند MPCB و فیوز مینیاتوری، تمامی جوانب این قطعه کلیدی مورد بررسی قرار گرفت.

انتخاب و خرید بی متال مناسب، متناسب با آمپراژ و نوع کاربرد، نیازمند دانش فنی و بررسی دقیق مشخصات تجهیز است. در این راستا، کارشناسان فروش پرتو بهراد آماده اند تا با ارائه مشاوره تخصصی، مناسب ترین رله بی متال را متناسب با نیاز پروژه شما معرفی کرده و شما را در انتخاب صحیح تجهیزات حفاظتی موتور راهنمایی نمایند. همچنین برای اطلاع از قیمت رله حرارتی و سایر تجهیزات برق صنعتی اصفهان، می توانید با تیم فروش این مجموعه در ارتباط باشید.

سوالات متداول