تفاوت کلید حرارتی و بیمتال

تفاوت کلید حرارتی و بیمتال را از نظر عملکرد، کاربرد، حفاظت در برابر اضافه بار و اتصال کوتاه، نحوه نصب، سرعت عملکرد و ویژگی‌های فنی بررسی کنید و با کاربرد هرکدام آشنا شوید.

تفاوت کلید حرارتی و بیمتال

در تابلوهای برق صنعتی و سیستم‌های اتوماسیون، حفاظت از موتورهای الکتریکی و سایر تجهیزات در برابر جریان غیرمجاز، اضافه بار و خطاهای الکتریکی اهمیت بسیار زیادی دارد. برای این منظور تجهیزات حفاظتی مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرند که کلید حرارتی و بیمتال از شناخته‌شده‌ترین آن‌ها هستند. شباهت ظاهری و برخی وظایف مشترک این دو تجهیز باعث شده است که گاهی تفاوت کلید حرارتی و بیمتال برای کاربران، تکنسین‌ها و حتی برخی افراد فعال در حوزه برق صنعتی کاملاً روشن نباشد.

هر دو تجهیز می‌توانند در حفاظت از موتور و مدار در برابر اضافه بار نقش داشته باشند، اما از نظر ساختار، نحوه عملکرد، سطح حفاظتی، محل نصب و نوع خطاهایی که می‌توانند تشخیص دهند، تفاوت‌های مهمی دارند. شناخت این تفاوت‌ها به انتخاب صحیح تجهیزات حفاظتی در تابلو برق کمک می‌کند و مانع از آن می‌شود که یک تجهیز نامناسب برای یک کاربرد خاص انتخاب شود.

انواع بی متال که با نام رله اضافه بار حرارتی یا Thermal Overload Relay نیز شناخته می‌شود، عمدتاً برای حفاظت موتور در برابر اضافه بار استفاده می‌شود. این تجهیز معمولاً در کنار کنتاکتور قرار می‌گیرد و در صورت افزایش بیش از حد جریان و گرم شدن المان حرارتی، مدار فرمان را قطع می‌کند.

در مقابل، کلید حرارتی یا MPCB مخفف Motor Protection Circuit Breaker است و علاوه بر حفاظت حرارتی در برابر اضافه بار، می‌تواند از موتور و مدار در برابر اتصال کوتاه نیز محافظت کند. به همین دلیل، کلید حرارتی در بسیاری از کاربردهای صنعتی یک تجهیز حفاظتی کامل‌تر نسبت به بیمتال محسوب می‌شود.

البته این موضوع به معنای بهتر بودن همیشگی کلید حرارتی نسبت به بیمتال نیست. هر یک از این تجهیزات برای شرایط مشخصی طراحی شده‌اند و انتخاب میان آن‌ها باید بر اساس نوع موتور، توان و جریان مصرفی، ساختار مدار فرمان، سطح حفاظت موردنیاز و شرایط کاری انجام شود.

در ادامه، برای درک بهتر تفاوت کلید حرارتی و بیمتال ابتدا عملکرد هر یک را بررسی می‌کنیم و سپس این دو تجهیز را از جنبه‌های مختلف با یکدیگر مقایسه خواهیم کرد.

بیمتال چیست و چگونه کار می‌کند؟

بیمتال یا رله اضافه بار حرارتی یکی از تجهیزات مهم در مدارهای کنترل و حفاظت موتورهای الکتریکی است. وظیفه اصلی این تجهیز، جلوگیری از ادامه کار موتور در شرایطی است که جریان عبوری از آن برای مدت مشخصی بیشتر از مقدار مجاز باشد.

ساختار اصلی بیمتال بر پایه استفاده از دو فلز با ضریب انبساط حرارتی متفاوت شکل گرفته است. زمانی که جریان بیش از مقدار تعیین‌شده از مدار عبور می‌کند، المان حرارتی بیمتال گرم می‌شود. افزایش دما باعث می‌شود دو فلز به میزان متفاوتی منبسط شوند و در نتیجه مجموعه بیمتال دچار خمیدگی شود.

این تغییر شکل مکانیکی در نهایت مکانیزم داخلی رله را فعال کرده و کنتاکت مربوط به مدار فرمان تغییر وضعیت می‌دهد. در یک مدار متداول موتور، این تغییر وضعیت باعث قطع تغذیه بوبین کنتاکتور و در نتیجه توقف موتور خواهد شد. نکته مهم این است که بیمتال مستقیماً همانند یک کلید قدرت، جریان موتور را قطع نمی‌کند؛ بلکه در بسیاری از مدارهای رایج، با قطع مدار فرمان کنتاکتور موجب خاموش شدن موتور می‌شود.

به همین دلیل است که بیمتال معمولاً در مدارهایی مشاهده می‌شود که یک کنتاکتور برای قطع و وصل موتور وجود دارد.

وظیفه اصلی بیمتال چیست؟

مهم‌ترین وظیفه بیمتال، حفاظت موتور در برابر اضافه بار طولانی‌مدت است. فرض کنید موتوری برای عبور جریان مشخصی طراحی شده است، اما به دلیل افزایش بار مکانیکی، گیر کردن بخشی از دستگاه، خرابی یاتاقان یا شرایط نامناسب کاری، جریان بیشتری از موتور عبور کند.

اگر این وضعیت برای مدت زیادی ادامه پیدا کند، سیم‌پیچ‌های موتور بیش از حد گرم می‌شوند و احتمال آسیب‌دیدگی آن‌ها افزایش پیدا می‌کند. بیمتال با تشخیص افزایش جریان و ایجاد حرارت، پس از گذشت زمان مشخصی مدار را قطع می‌کند.

عملکرد بیمتال معمولاً معکوس زمان است؛ یعنی هرچه جریان اضافه بار بیشتر باشد، زمان عملکرد کوتاه‌تر خواهد شد. این ویژگی کمک می‌کند که بیمتال در برابر افزایش‌های کوتاه‌مدت جریان، مانند جریان راه‌اندازی موتور، بی‌دلیل عمل نکند.

کلید حرارتی چیست؟

کلید حرارتی یا MPCB یکی دیگر از تجهیزات مهم حفاظت موتور در تابلوهای برق صنعتی است. این تجهیز برای حفاظت موتور در برابر شرایطی مانند اضافه بار و اتصال کوتاه طراحی شده است.

کلید حرارتی برخلاف بیمتال، یک تجهیز مستقل‌تر برای حفاظت و قطع مدار موتور محسوب می‌شود و معمولاً مستقیماً در مسیر قدرت موتور قرار می‌گیرد. به همین دلیل، می‌تواند علاوه بر نقش حفاظتی، امکان قطع و وصل دستی مدار را نیز فراهم کند.

ساختار کلید حرارتی معمولاً شامل دو مکانیزم حفاظتی مهم است:

• مکانیزم حرارتی برای حفاظت در برابر اضافه بار
• مکانیزم مغناطیسی برای حفاظت در برابر اتصال کوتاه

در بخش حرارتی، عملکرد تجهیز به افزایش جریان و ایجاد گرما وابسته است. اما در بخش مغناطیسی، هنگام وقوع جریان بسیار شدید ناشی از اتصال کوتاه، مکانیزم قطع می‌تواند در مدت بسیار کوتاهی مدار را قطع کند. این تفاوت یکی از مهم‌ترین مواردی است که هنگام بررسی تفاوت کلید حرارتی و بیمتال باید به آن توجه کرد.

عملکرد کلید حرارتی در برابر اضافه بار

هنگامی که موتور تحت بار بیش از حد قرار می‌گیرد، جریان مصرفی آن افزایش پیدا می‌کند. اگر این افزایش جریان از محدوده مجاز عبور کند، بخش حرارتی کلید حرارتی فعال می‌شود. در این شرایط، جریان بالا باعث گرم شدن المان حرارتی شده و پس از رسیدن شرایط به محدوده تعیین‌شده، مکانیزم قطع فعال می‌شود.

بنابراین کلید حرارتی می‌تواند موتور را در برابر اضافه بارهای مداوم محافظت کند.

برای مثال، اگر موتور یک دستگاه صنعتی به دلیل افزایش بار مکانیکی نتواند با شرایط عادی کار کند، جریان مصرفی آن افزایش می‌یابد. اگر این شرایط ادامه پیدا کند، کلید حرارتی مدار را قطع می‌کند تا از آسیب بیشتر به موتور جلوگیری شود.

عملکرد کلید حرارتی در برابر اتصال کوتاه

یکی از مهم‌ترین تفاوت‌های کلید حرارتی و بیمتال، قابلیت حفاظت کلید حرارتی در برابر اتصال کوتاه است. اتصال کوتاه می‌تواند باعث ایجاد جریان بسیار شدیدی در مدت زمان بسیار کوتاه شود. چنین جریانی ممکن است آسیب جدی به سیم‌ها، موتور، کنتاکت‌ها و سایر تجهیزات وارد کند.

مکانیزم مغناطیسی کلید حرارتی برای تشخیص چنین جریان‌هایی طراحی شده است. هنگامی که جریان به شکل غیرعادی و شدید افزایش پیدا کند، بخش مغناطیسی مکانیزم قطع را فعال کرده و مدار را با سرعت بالا قطع می‌کند. در مقابل، بیمتال به‌تنهایی برای حفاظت در برابر اتصال کوتاه مناسب نیست و در یک مدار استاندارد باید در کنار تجهیزات حفاظتی مناسب دیگری مانند فیوز یا کلید حفاظتی مورد استفاده قرار گیرد.

مهم‌ترین تفاوت کلید حرارتی و بیمتال در یک نگاه

برای درک ساده‌تر تفاوت این دو تجهیز می‌توان گفت:

بیمتال عمدتاً یک رله حفاظتی در برابر اضافه بار است، اما کلید حرارتی علاوه بر حفاظت حرارتی در برابر اضافه بار، حفاظت مغناطیسی در برابر اتصال کوتاه را نیز ارائه می‌دهد. همین موضوع باعث می‌شود ساختار و شیوه استفاده از این دو تجهیز در تابلو برق متفاوت باشد.

در یک مدار متداول، بیمتال پس از کنتاکتور نصب می‌شود و وظیفه آن حفاظت موتور در برابر اضافه بار است. اما کلید حرارتی معمولاً در ابتدای مدار قدرت موتور قرار گرفته و می‌تواند وظایف حفاظتی بیشتری را بر عهده بگیرد.

با این حال، تفاوت فقط به این مورد محدود نمی‌شود و موارد دیگری مانند نحوه نصب، نوع اتصال، قابلیت تنظیم جریان، روش ریست، ابعاد، هزینه و کاربرد صنعتی نیز اهمیت دارند.

تفاوت کلید حرارتی و بیمتال از نظر محل نصب

یکی از تفاوت‌های مهم، محل قرارگیری این دو تجهیز در مدار است.

بیمتال معمولاً در قسمت قدرت مدار و در مسیر جریان موتور، پس از کنتاکتور قرار می‌گیرد. البته ساختار دقیق مدار می‌تواند بر اساس طراحی تابلو و نوع کاربرد متفاوت باشد. در چنین مداری، کنتاکت‌های کمکی بیمتال به مدار فرمان متصل می‌شوند تا در صورت اضافه بار، کنتاکتور را از مدار خارج کنند.

در مقابل، کلید حرارتی معمولاً در ابتدای مسیر تغذیه موتور نصب می‌شود و مستقیماً وظیفه حفاظت و قطع مدار قدرت را بر عهده دارد. به همین دلیل در بسیاری از تابلوها، با مشاهده تجهیزات مدار قدرت می‌توان تفاوت کاربردی این دو تجهیز را بهتر تشخیص داد.

تفاوت کلید حرارتی و بیمتال از نظر نوع حفاظت

از نظر نوع حفاظت، تفاوت بسیار مهمی میان این دو وجود دارد.

بیمتال عمدتاً برای حفاظت در برابر اضافه بار طراحی شده است. یعنی زمانی که جریان برای مدت مشخصی بیشتر از مقدار تنظیم‌شده باشد، عمل می‌کند.

اما کلید حرارتی معمولاً دو نوع حفاظت را در اختیار کاربر قرار می‌دهد:

1. حفاظت حرارتی در برابر اضافه بار
2. حفاظت مغناطیسی در برابر اتصال کوتاه

بنابراین اگر تنها حفاظت موتور در برابر اضافه بار موردنیاز باشد، استفاده از بیمتال می‌تواند راهکار مناسبی باشد. اما اگر علاوه بر اضافه بار، حفاظت در برابر اتصال کوتاه نیز در همان تجهیز موردنظر باشد، کلید حرارتی گزینه کامل‌تری خواهد بود.

البته در هر دو حالت، طراحی اصولی مدار و انتخاب صحیح سایر تجهیزات حفاظتی اهمیت زیادی دارد.

تفاوت کلید حرارتی و بیمتال در شیوه قطع مدار

بیمتال معمولاً از طریق کنتاکت‌های کمکی خود بر مدار فرمان اثر می‌گذارد. به عبارت ساده، بیمتال تشخیص می‌دهد که جریان موتور بیش از حد مجاز شده است، سپس کنتاکت مربوط به مدار فرمان تغییر وضعیت می‌دهد و کنتاکتور را از حالت وصل خارج می‌کند.

در کلید حرارتی، مکانیزم قطع مستقیماً در ساختار خود کلید وجود دارد. بنابراین هنگام تشخیص شرایط خطا، کلید می‌تواند مدار قدرت را قطع کند. این تفاوت باعث می‌شود عملکرد و سیم‌کشی این دو تجهیز با یکدیگر متفاوت باشد.

تفاوت کلید حرارتی و بیمتال از نظر وجود حفاظت مغناطیسی

اگر بخواهیم تنها یک تفاوت بسیار مهم را میان این دو تجهیز نام ببریم، وجود حفاظت مغناطیسی در کلید حرارتی یکی از مهم‌ترین موارد است. بیمتال برای اضافه بار طراحی شده است و نمی‌توان آن را به‌عنوان جایگزین کامل کلید حرارتی در تمام شرایط در نظر گرفت. در برابر اتصال کوتاه، به تجهیز حفاظتی دیگری نیاز است.

اما کلید حرارتی به مکانیزم مغناطیسی مجهز است که می‌تواند در برابر جریان‌های بسیار شدید و ناگهانی، مانند اتصال کوتاه، عمل کند. به همین دلیل MPCB در بسیاری از مدارهای موتور به‌عنوان یکی از تجهیزات اصلی حفاظت موتور مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تفاوت کلید حرارتی و بیمتال از نظر قابلیت قطع و وصل دستی

کلید حرارتی معمولاً دارای دسته یا مکانیزم دستی برای قرار دادن مدار در وضعیت‌های روشن و خاموش است. این ویژگی باعث می‌شود تکنسین بتواند در زمان تعمیرات، سرویس یا عیب‌یابی، موتور را به شکل دستی از مدار خارج کند.

بیمتال در اصل یک رله حفاظتی است و وظیفه اصلی آن قطع و وصل دستی موتور نیست. عملیات قطع و وصل عادی موتور معمولاً توسط کنتاکتور انجام می‌شود. بنابراین در مدارهای دارای بیمتال، کنتاکتور نقش مهمی در کنترل موتور دارد؛ در حالی که در مدارهای دارای کلید حرارتی، خود کلید نیز امکان قطع دستی مدار را فراهم می‌کند.

آیا کلید حرارتی جایگزین بیمتال است؟

این سؤال یکی از رایج‌ترین پرسش‌ها در زمان انتخاب تجهیزات تابلو برق است. پاسخ این است که در برخی مدارها می‌توان از کلید حرارتی به جای ترکیب بیمتال و برخی تجهیزات دیگر استفاده کرد، اما این دو تجهیز از نظر کاربرد و ساختار دقیقاً یکسان نیستند.

اگر یک مدار به کنتاکتور نیاز داشته باشد و هدف فقط حفاظت موتور در برابر اضافه بار باشد، بیمتال می‌تواند گزینه مناسبی باشد.

از طرف دیگر، اگر حفاظت موتور در برابر اضافه بار و اتصال کوتاه به‌صورت یکپارچه موردنیاز باشد، کلید حرارتی می‌تواند انتخاب مناسب‌تری باشد.

بنابراین نباید صرفاً بر اساس اینکه یک تجهیز قابلیت بیشتری دارد، آن را برای تمام مدارها انتخاب کرد. انتخاب صحیح باید بر اساس جریان نامی موتور، توان موتور، نوع بار، جریان راه‌اندازی، سطح اتصال کوتاه احتمالی، نوع مدار فرمان و استانداردهای مورد استفاده انجام شود.

آیا بیمتال بهتر است یا کلید حرارتی؟

پاسخ مطلقی برای این سؤال وجود ندارد. بهتر بودن یک تجهیز کاملاً به نوع کاربرد بستگی دارد. اگر هدف، حفاظت موتور در برابر اضافه بار و استفاده از یک مدار کنتاکتوری متداول باشد، بیمتال می‌تواند انتخاب اقتصادی و مناسبی باشد.

اما اگر علاوه بر حفاظت اضافه بار، حفاظت در برابر اتصال کوتاه و امکان قطع دستی مدار نیز اهمیت داشته باشد، کلید حرارتی معمولاً مزایای بیشتری خواهد داشت. در واقع، سؤال صحیح این نیست که «کلید حرارتی بهتر است یا بیمتال؟»، بلکه باید پرسید:

«برای این مدار و این موتور، کدام تجهیز حفاظتی مناسب‌تر است؟»

این نگاه باعث می‌شود انتخاب تجهیزات برق صنعتی بر اساس نیاز واقعی انجام شود، نه صرفاً بر اساس تعداد قابلیت‌های یک محصول.

جدول مقایسه کلید حرارتی و بیمتال

مزایای استفاده از بیمتال در تابلو برق

بیمتال به دلیل ساختار ساده و عملکرد قابل اعتماد، همچنان یکی از تجهیزات پرکاربرد در تابلوهای برق صنعتی محسوب می‌شود. یکی از مهم‌ترین مزایای آن، حفاظت مناسب موتور در برابر اضافه بار است. این تجهیز می‌تواند با تشخیص افزایش جریان و ایجاد حرارت، از ادامه کار موتور در شرایط نامناسب جلوگیری کند.

از طرف دیگر، بیمتال به‌خوبی با کنتاکتور هماهنگ می‌شود. این ویژگی باعث شده است که ترکیب کنتاکتور + بیمتال در بسیاری از مدارهای راه‌اندازی موتور مورد استفاده قرار گیرد.

قابلیت تنظیم محدوده جریان نیز یکی دیگر از مزایای بیمتال است. در مدل‌های مختلف، کاربر می‌تواند محدوده مناسب را بر اساس جریان نامی موتور انتخاب و تنظیم کند. همچنین برخی مدل‌های بیمتال امکاناتی مانند دکمه تست، ریست دستی یا اتوماتیک، کنتاکت‌های کمکی و نشانگر وضعیت دارند که استفاده از آن‌ها را در مدارهای صنعتی آسان‌تر می‌کند.

مزایای استفاده از کلید حرارتی

کلید حرارتی نیز مزایای متعددی دارد که باعث شده است در بسیاری از مدارهای صنعتی و تابلوهای موتور مورد استفاده قرار گیرد. مهم‌ترین مزیت آن، ترکیب حفاظت حرارتی و مغناطیسی در یک تجهیز است. به این ترتیب، موتور در برابر اضافه بار و اتصال کوتاه محافظت می‌شود.

کلید حرارتی همچنین می‌تواند به‌عنوان یک وسیله قطع و وصل دستی مورد استفاده قرار گیرد. این قابلیت در زمان سرویس و تعمیرات بسیار کاربردی است، زیرا تکنسین می‌تواند تغذیه موتور را به شکل مستقیم قطع کند.

از دیگر مزایای MPCB می‌توان به امکان تنظیم جریان حفاظتی، طراحی مناسب برای موتور، اشغال فضای منطقی در تابلو و سهولت استفاده اشاره کرد. در برخی مدل‌ها نیز امکاناتی مانند کنتاکت‌های کمکی، کنتاکت خطا و تجهیزات جانبی مختلف وجود دارد که امکان استفاده از کلید حرارتی در سیستم‌های کنترلی پیشرفته‌تر را فراهم می‌کند.

نقش بیمتال در تابلوهای PLC

در تابلوهای مجهز به PLC نیز بیمتال می‌تواند نقش مهمی در حفاظت تجهیزات موتوری داشته باشد. PLC وظیفه کنترل و پردازش منطق عملکرد سیستم را بر عهده دارد، اما نباید نقش سیستم کنترل را با سیستم حفاظت الکتریکی یکسان دانست.

به بیان ساده، PLC تصمیمات کنترلی را اجرا می‌کند، در حالی که تجهیزات حفاظتی مانند بیمتال وظیفه دارند در شرایط غیرعادی از تجهیزات قدرت محافظت کنند.

برای مثال، ممکن است یک موتور توسط PLC روشن و خاموش شود و کنتاکتور وظیفه قطع و وصل توان آن را بر عهده داشته باشد. در چنین شرایطی بیمتال می‌تواند وضعیت اضافه بار موتور را تشخیص دهد و از طریق کنتاکت کمکی خود، مدار فرمان را تحت تأثیر قرار دهد.

در طراحی حرفه‌ای تابلو برق، هماهنگی میان PLC، کنتاکتور، بیمتال، کلید حفاظتی و سایر تجهیزات اهمیت زیادی دارد.

کاربردهای بیمتال

بیمتال در طیف وسیعی از سیستم‌های الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. مهم‌ترین کاربرد آن در مدارهای موتور و تابلوهای برق صنعتی است، اما عملکرد حرارتی آن باعث شده در تجهیزات دیگری نیز به کار گرفته شود.

برخی از کاربردهای مهم بیمتال عبارت‌اند از:

• حفاظت موتورهای الکتریکی در برابر اضافه بار
• استفاده در تابلوهای برق صنعتی
• مدارهای راه‌اندازی موتور
• ماشین‌آلات صنعتی
• سیستم‌های اتوماسیون صنعتی
• تجهیزات تهویه و سرمایش
• برخی تجهیزات گرمایشی
• تجهیزات خانگی دارای مکانیزم کنترل حرارتی
• حفاظت تجهیزات الکتریکی در برابر افزایش دما

البته نوع بیمتال و ساختار آن باید متناسب با کاربرد انتخاب شود و نمی‌توان هر نوع رله حرارتی را در هر مدار استفاده کرد.

کاربردهای کلید حرارتی

کلید حرارتی عمدتاً برای حفاظت موتورهای الکتریکی در صنایع مختلف استفاده می‌شود. از جمله کاربردهای مهم آن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• موتورهای سه‌فاز صنعتی
• پمپ‌ها
• فن‌ها
• کمپرسورها
• نوار نقاله‌ها
• دستگاه‌های تولیدی
• ماشین‌آلات صنعتی
• سیستم‌های تهویه
• تابلوهای برق موتورخانه
• خطوط تولید
• تجهیزات اتوماسیون صنعتی

در تمام این کاربردها، انتخاب رنج مناسب کلید حرارتی اهمیت زیادی دارد. اگر جریان تنظیم‌شده بیش از مقدار موردنیاز باشد، حفاظت موتور ممکن است به‌درستی انجام نشود و اگر مقدار آن بیش از حد پایین انتخاب شود، کلید ممکن است در شرایط عادی نیز به‌صورت مکرر قطع کند.

نکته مهم درباره تنظیم جریان بیمتال و کلید حرارتی

یکی از اشتباهات رایج در طراحی و نصب مدارهای موتوری، تنظیم نادرست جریان بیمتال یا کلید حرارتی است. جریان تنظیمی نباید صرفاً بر اساس توان اسمی موتور و بدون توجه به پلاک آن تعیین شود. مشخصات درج‌شده روی پلاک موتور، نوع اتصال، شرایط بار، روش راه‌اندازی و الزامات سازنده باید بررسی شوند.

همچنین نباید برای جلوگیری از قطع‌های مکرر، جریان حفاظتی را بیش از حد افزایش داد. این کار ممکن است باعث شود تجهیز حفاظتی در شرایطی که موتور واقعاً تحت اضافه بار قرار دارد، دیرتر عمل کند و موتور در معرض حرارت و آسیب قرار بگیرد.

بنابراین تنظیم صحیح تجهیزات حفاظتی باید توسط فرد متخصص و بر اساس مشخصات واقعی سیستم انجام شود.

تفاوت کلید حرارتی و بیمتال از نظر سرعت عملکرد

سرعت عملکرد یکی دیگر از مواردی است که هنگام بررسی تفاوت کلید حرارتی و بیمتال باید مورد توجه قرار گیرد. البته سرعت قطع این تجهیزات به نوع خطا، میزان جریان، مشخصات فنی محصول و منحنی عملکرد آن بستگی دارد و نمی‌توان برای تمام مدل‌ها یک زمان ثابت در نظر گرفت.

بیمتال در برابر اضافه بار به صورت حرارتی عمل می‌کند. بنابراین برای اینکه حرارت لازم ایجاد شود و المان بیمتال تغییر شکل دهد، به زمان نیاز دارد. این موضوع کاملاً طبیعی است و اتفاقاً یکی از ویژگی‌های مهم بیمتال محسوب می‌شود؛ زیرا موتور در لحظه راه‌اندازی ممکن است برای مدت کوتاهی جریان بالایی دریافت کند و اگر تجهیز حفاظتی فوراً عمل کند، موتور هیچ‌گاه امکان راه‌اندازی پیدا نخواهد کرد.

کلید حرارتی نیز در بخش حرارتی خود رفتاری مشابه بیمتال دارد و در برابر اضافه بار با تأخیر زمانی متناسب با شدت جریان عمل می‌کند. اما در شرایط اتصال کوتاه، بخش مغناطیسی کلید حرارتی می‌تواند بسیار سریع‌تر مدار را قطع کند.

بنابراین از نظر سرعت عملکرد نیز می‌توان گفت کلید حرارتی در برابر اتصال کوتاه مزیت مهمی نسبت به بیمتال دارد؛ در حالی که در حفاظت حرارتی، هر دو بر اساس اصول مشابهی عمل می‌کنند.

تفاوت کلید حرارتی و بیمتال در نحوه ریست کردن

پس از آنکه بیمتال در اثر اضافه بار عمل کرد، معمولاً باید پس از برطرف شدن علت خطا، آن را به حالت اولیه بازگرداند. بسته به مدل بیمتال، ریست می‌تواند به صورت دستی، اتوماتیک یا در برخی محصولات با تنظیمات خاص انجام شود.

در حالت ریست دستی، تکنسین باید پس از بررسی علت اضافه بار، تجهیز را مجدداً تنظیم کند. این روش برای سیستم‌هایی که بررسی علت خطا پیش از راه‌اندازی مجدد اهمیت دارد، می‌تواند مناسب‌تر باشد.

کلید حرارتی نیز معمولاً از قابلیت ریست برخوردار است و بسته به مدل می‌تواند امکان ریست دستی یا عملکردهای دیگری داشته باشد.

در هر دو تجهیز، نکته مهم این است که صرفاً وصل مجدد تجهیز بدون بررسی علت قطع شدن، کار اصولی نیست. اگر موتور به دلیل اضافه بار، گیر مکانیکی، خرابی یاتاقان یا مشکل الکتریکی قطع شده باشد، راه‌اندازی مجدد مکرر می‌تواند آسیب بیشتری ایجاد کند.

تفاوت کلید حرارتی و بیمتال از نظر فضای موردنیاز در تابلو برق

فضای اشغال‌شده توسط تجهیزات در تابلو برق یکی از معیارهای مهم طراحی است. بیمتال معمولاً به‌صورت هماهنگ با کنتاکتور مورد استفاده قرار می‌گیرد و بسیاری از مدل‌ها قابلیت نصب مستقیم یا اتصال مناسب به کنتاکتورهای سازگار را دارند.

کلید حرارتی نیز یک تجهیز مستقل است و بسته به رنج جریان، تعداد پل‌ها، امکانات جانبی و برند، ابعاد متفاوتی دارد.

از این نظر نمی‌توان گفت همیشه بیمتال کوچک‌تر یا همیشه کلید حرارتی کم‌حجم‌تر است؛ بلکه باید ابعاد مدل موردنظر با فضای موجود در تابلو مقایسه شود. در تابلوهای فشرده، انتخاب تجهیزات بر اساس ابعاد نصب، ترمینال‌ها و نحوه دسترسی به تنظیمات نیز اهمیت پیدا می‌کند.

تفاوت کلید حرارتی و بیمتال از نظر هزینه

قیمت بیمتال و کلید حرارتی به عوامل مختلفی مانند برند، محدوده جریان، کیفیت ساخت، تعداد پل، قابلیت‌های حفاظتی، لوازم جانبی و استانداردهای محصول بستگی دارد.

در بسیاری از پروژه‌ها، بیمتال به همراه کنتاکتور مورد استفاده قرار می‌گیرد و بنابراین برای مقایسه هزینه نباید فقط قیمت خود بیمتال را با قیمت یک کلید حرارتی مقایسه کرد. باید کل ساختار حفاظتی مدار را در نظر گرفت.

ممکن است در یک پروژه استفاده از کنتاکتور و بیمتال اقتصادی و کاملاً کافی باشد، در حالی که در پروژه‌ای دیگر کلید حرارتی به دلیل ارائه حفاظت حرارتی و مغناطیسی در یک تجهیز، گزینه منطقی‌تری باشد. در نتیجه، انتخاب تجهیز صرفاً بر اساس قیمت پایین‌تر توصیه نمی‌شود. هزینه خرابی موتور، توقف خط تولید و تعمیرات نیز باید در نظر گرفته شود.

تفاوت کلید حرارتی و بیمتال در مدارهای راه‌اندازی موتور

یکی از رایج‌ترین کاربردهای بیمتال، استفاده در مدارهای راه‌اندازی موتور همراه با کنتاکتور است.

در یک مدار متداول، جریان قدرت از مسیر حفاظتی و کنتاکتور عبور کرده و به موتور می‌رسد. بیمتال نیز در بخش قدرت قرار می‌گیرد و کنتاکت کمکی آن در مدار فرمان استفاده می‌شود. زمانی که اضافه بار تشخیص داده شود، کنتاکت بیمتال تغییر وضعیت می‌دهد و کنتاکتور را قطع می‌کند.

در مدار دارای کلید حرارتی، خود MPCB می‌تواند حفاظت موتور را در برابر اضافه بار و اتصال کوتاه انجام دهد. پس از آن، بسته به نوع سیستم کنترل، کنتاکتور نیز می‌تواند برای کنترل و قطع و وصل موتور مورد استفاده قرار گیرد.

بنابراین وجود کلید حرارتی به این معنی نیست که کنتاکتور دیگر هیچ کاربردی ندارد. در بسیاری از سیستم‌های صنعتی، کلید حرارتی و کنتاکتور در کنار یکدیگر استفاده می‌شوند؛ یکی وظیفه حفاظت را بر عهده دارد و دیگری کنترل قطع و وصل موتور را انجام می‌دهد.

آیا می‌توان بیمتال و کلید حرارتی را همزمان استفاده کرد؟

در برخی مدارها ممکن است استفاده همزمان از تجهیزات حفاظتی مختلف موردنیاز باشد، اما این کار باید بر اساس طراحی صحیح مدار انجام شود. استفاده همزمان از بیمتال و کلید حرارتی بدون محاسبه و هماهنگی حفاظتی، لزوماً باعث بهتر شدن سیستم نمی‌شود. حتی تنظیمات نامناسب می‌تواند موجب قطع‌های ناخواسته یا عدم هماهنگی تجهیزات شود.

در طراحی تابلو برق باید مشخص شود که هر تجهیز دقیقاً چه وظیفه‌ای دارد. برای مثال، ممکن است یک کلید بالادست برای حفاظت اتصال کوتاه، یک کلید حرارتی برای حفاظت موتور و یک کنتاکتور برای کنترل موتور استفاده شود.

بنابراین مهم‌ترین اصل، هماهنگی حفاظتی تجهیزات است، نه افزایش تعداد تجهیزات حفاظتی.

تفاوت کلید حرارتی و بیمتال در برابر افت ولتاژ

افت ولتاژ و اضافه بار دو موضوع کاملاً یکسان نیستند. یکی از نکات مهم در حفاظت موتور این است که تصور نکنیم کلید حرارتی یا بیمتال می‌تواند تمام مشکلات مربوط به ولتاژ را به شکل مستقیم برطرف کند.

افت ولتاژ می‌تواند در شرایط خاص باعث افزایش جریان موتور و گرم شدن آن شود و در نتیجه حفاظت حرارتی فعال شود؛ اما این به معنی آن نیست که بیمتال یا کلید حرارتی جایگزین رله کنترل ولتاژ یا تجهیزات اختصاصی تشخیص افت و افزایش ولتاژ هستند.

اگر پروژه به حفاظت در برابر افت ولتاژ، افزایش ولتاژ، عدم تعادل فاز یا جابه‌جایی فازها نیاز داشته باشد، باید تجهیزات مناسب این وظایف نیز در طراحی مدار در نظر گرفته شوند. این موضوع به‌خصوص در موتورهای سه‌فاز و تجهیزات حساس صنعتی اهمیت زیادی دارد.

تفاوت کلید حرارتی و بیمتال در حفاظت موتور تک‌فاز و سه‌فاز

هم بیمتال و هم کلید حرارتی در سیستم‌های تک‌فاز و سه‌فاز، بسته به نوع طراحی و مدل تجهیز، کاربرد دارند. اما انتخاب محصول باید مطابق ساختار مدار و مشخصات موتور انجام شود. در موتورهای سه‌فاز، توجه به جریان هر سه فاز اهمیت زیادی دارد. شرایطی مانند عدم تعادل جریان، قطع یک فاز و بار نامتقارن می‌تواند باعث ایجاد حرارت غیرعادی در موتور شود.

بیمتال‌های مناسب مدار موتور می‌توانند برای حفاظت در برابر شرایط اضافه بار طراحی شوند، اما برای حفاظت کامل سیستم باید سایر خطاهای احتمالی نیز در نظر گرفته شوند. در مورد کلید حرارتی نیز باید مدل و رنج مناسب موتور انتخاب شود و مشخصات فنی سازنده بررسی گردد.

اشتباهات رایج هنگام انتخاب بیمتال

یکی از اشتباهات رایج، انتخاب بیمتال صرفاً بر اساس توان موتور است. توان موتور به تنهایی برای انتخاب دقیق تجهیز حفاظتی کافی نیست و جریان نامی درج‌شده روی پلاک موتور اهمیت بیشتری دارد. اشتباه دیگر، تنظیم بیش از حد جریان بیمتال برای جلوگیری از قطع‌های مکرر است. اگر بیمتال دائماً قطع می‌کند، باید علت اضافه بار یا تنظیمات بررسی شود، نه اینکه بدون بررسی، جریان آن افزایش داده شود.

همچنین استفاده از بیمتال به‌عنوان تنها تجهیز حفاظت در برابر اتصال کوتاه از اشتباهات مهم است. بیمتال وظیفه اصلی حفاظت حرارتی در برابر اضافه بار را دارد و برای حفاظت اتصال کوتاه باید مدار به شکل اصولی با تجهیزات مناسب طراحی شود.

اشتباهات رایج هنگام انتخاب کلید حرارتی

انتخاب کلید حرارتی با رنج نامناسب نیز می‌تواند عملکرد سیستم را مختل کند. اگر رنج کلید بیش از نیاز موتور انتخاب شود، ممکن است حفاظت مناسبی در برابر اضافه بار ایجاد نشود. از طرف دیگر، انتخاب رنج بسیار پایین می‌تواند باعث قطع مکرر کلید در شرایط کاری عادی شود.

یکی دیگر از اشتباهات، توجه نکردن به قدرت قطع و مشخصات اتصال کوتاه احتمالی مدار است. کلید حرارتی باید متناسب با شرایط شبکه و سطح خطای احتمالی انتخاب شود. همچنین نباید صرفاً به نام تجاری محصول توجه کرد. بررسی دیتاشیت، جریان نامی، محدوده تنظیم، قدرت قطع، استانداردها و سازگاری با تجهیزات تابلو اهمیت بسیار بیشتری دارد.

راهنمای انتخاب بین کلید حرارتی و بیمتال

برای انتخاب صحیح، ابتدا باید مشخص شود که هدف اصلی از تجهیز حفاظتی چیست. اگر هدف، حفاظت موتور در برابر اضافه بار در یک مدار کنتاکتوری است و حفاظت اتصال کوتاه توسط تجهیز دیگری انجام می‌شود، بیمتال می‌تواند انتخاب مناسبی باشد.

اما اگر می‌خواهید حفاظت اضافه بار و اتصال کوتاه در یک تجهیز اختصاصی برای موتور انجام شود و امکان قطع دستی نیز اهمیت داشته باشد، کلید حرارتی گزینه مناسبی است.

پیش از خرید باید موارد زیر بررسی شوند:

• جریان نامی موتور
• ولتاژ کاری
• تک‌فاز یا سه‌فاز بودن موتور
• نوع بار
• جریان راه‌اندازی
• محدوده تنظیم جریان
• قدرت قطع موردنیاز
• شرایط محیطی
• تعداد دفعات قطع و وصل
• نوع مدار فرمان
• سازگاری با کنتاکتور و سایر تجهیزات
• ابعاد و روش نصب
• استاندارد و کیفیت ساخت
• خدمات و قطعات یدکی

در پروژه‌های صنعتی حساس، بهتر است انتخاب تجهیزات حفاظتی بر اساس محاسبات و نظر متخصص برق صنعتی انجام شود.

نقش برند در انتخاب کلید حرارتی و بیمتال

برند نیز یکی از عوامل مؤثر در انتخاب تجهیزات حفاظتی است، اما نباید تنها معیار تصمیم‌گیری باشد. برندهای معتبر معمولاً اطلاعات فنی دقیق‌تری برای محصولات خود ارائه می‌کنند و محدوده عملکرد، منحنی قطع، شرایط نصب و سایر پارامترهای محصول مشخص است.

برای مثال، در بازار تجهیزات برق صنعتی محصولاتی از برندهای مختلف مانند زیمنس، اشنایدر، LS و سایر تولیدکنندگان وجود دارد. اما حتی در یک برند معتبر نیز باید مدل دقیق و رنج جریان بر اساس مشخصات موتور انتخاب شود.

در واقع، خرید یک محصول معتبر با رنج نامناسب، انتخاب درستی محسوب نمی‌شود.

تفاوت کلید حرارتی و بیمتال در یک مثال ساده

برای درک بهتر موضوع، یک موتور صنعتی را در نظر بگیرید که به دلیل افزایش بار مکانیکی، جریان بیشتری از حد معمول مصرف می‌کند.

اگر در مدار از بیمتال استفاده شده باشد، افزایش جریان باعث افزایش حرارت المان بیمتال می‌شود. پس از رسیدن شرایط به محدوده عملکرد، بیمتال عمل کرده و از طریق مدار فرمان، کنتاکتور را قطع می‌کند. موتور خاموش شده و از ادامه شرایط اضافه بار جلوگیری می‌شود.

حالا اگر در مدار از یک کلید حرارتی استفاده شده باشد، افزایش جریان باعث فعال شدن بخش حرارتی MPCB می‌شود و مدار قطع خواهد شد. اما اگر در همین مدار اتصال کوتاه اتفاق بیفتد، کلید حرارتی می‌تواند از طریق مکانیزم مغناطیسی خود به سرعت مدار را قطع کند؛ در حالی که بیمتال به تنهایی برای چنین حفاظتی طراحی نشده است.

این مثال ساده نشان می‌دهد که مهم‌ترین تفاوت کلید حرارتی و بیمتال در دامنه وظایف حفاظتی آن‌هاست.

جدول نهایی تفاوت کلید حرارتی و بیمتال

| برای برقرار هر گونه ارتباط و پرسش و پاسخ با کارشناسان مجموعه الکتروجم بر روی واتساپ کلیک فرمایید.

جمع‌بندی؛ کلید حرارتی بهتر است یا بیمتال؟

در بررسی تفاوت کلید حرارتی و بیمتال مشخص شد که هر دو تجهیز با هدف حفاظت از مدارها و به‌خصوص موتورهای الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرند، اما وظایف آن‌ها کاملاً یکسان نیست.

بیمتال یا Thermal Overload Relay بیشتر به‌عنوان یک تجهیز حفاظت حرارتی شناخته می‌شود که وظیفه اصلی آن جلوگیری از ادامه کار موتور در شرایط اضافه بار است. این تجهیز معمولاً در کنار کنتاکتور قرار می‌گیرد و با تغییر وضعیت کنتاکت‌های خود، مدار فرمان را قطع می‌کند.

در مقابل، کلید حرارتی یا MPCB علاوه بر حفاظت حرارتی در برابر اضافه بار، از مکانیزم مغناطیسی نیز برای حفاظت در برابر جریان‌های شدید ناشی از اتصال کوتاه بهره می‌برد. همچنین امکان قطع و وصل دستی مدار از دیگر ویژگی‌های مهم بسیاری از مدل‌های کلید حرارتی است.

بنابراین نمی‌توان گفت که یکی از این دو تجهیز در همه شرایط بهتر از دیگری است. اگر مدار شما به یک سیستم کنتاکتوری و حفاظت اضافه بار نیاز دارد، بیمتال می‌تواند انتخاب مناسبی باشد. اگر حفاظت موتور در برابر اضافه بار و اتصال کوتاه به همراه امکان قطع دستی موردنظر باشد، کلید حرارتی می‌تواند گزینه کامل‌تری باشد.

در نهایت، انتخاب درست باید بر اساس مشخصات واقعی موتور، جریان نامی، نوع بار، شرایط شبکه، نوع راه‌اندازی و سطح حفاظت موردنیاز انجام شود. استفاده از تجهیز مناسب نه‌تنها احتمال خرابی موتور و تجهیزات را کاهش می‌دهد، بلکه می‌تواند از توقف ناخواسته خط تولید و هزینه‌های سنگین تعمیرات جلوگیری کند.

سوالات متداول درباره تفاوت کلید حرارتی و بیمتال

1. آیا کلید حرارتی و بیمتال یکی هستند؟

خیر. اگرچه هر دو می‌توانند از موتور در برابر اضافه بار محافظت کنند، اما ساختار و قابلیت‌های آن‌ها متفاوت است. بیمتال عمدتاً یک رله اضافه بار حرارتی است، در حالی که کلید حرارتی یا MPCB معمولاً حفاظت حرارتی و مغناطیسی را در یک تجهیز ارائه می‌دهد.

2. مهم‌ترین تفاوت کلید حرارتی و بیمتال چیست؟

مهم‌ترین تفاوت این است که کلید حرارتی معمولاً علاوه بر حفاظت در برابر اضافه بار، حفاظت در برابر اتصال کوتاه را نیز ارائه می‌دهد. بیمتال به‌طور معمول برای حفاظت حرارتی در برابر اضافه بار استفاده می‌شود و برای اتصال کوتاه به تجهیز حفاظتی دیگری نیاز دارد.

3. آیا بیمتال می‌تواند اتصال کوتاه را قطع کند؟

بیمتال برای حفاظت در برابر اضافه بار طراحی شده است و نباید به‌عنوان تنها تجهیز حفاظت اتصال کوتاه مورد استفاده قرار گیرد. در یک مدار استاندارد باید حفاظت اتصال کوتاه توسط تجهیز مناسب دیگری تأمین شود.

4. آیا کلید حرارتی به کنتاکتور نیاز دارد؟

بسته به نوع کاربرد، ممکن است کلید حرارتی همراه کنتاکتور استفاده شود. کلید حرارتی وظیفه حفاظت را انجام می‌دهد و کنتاکتور می‌تواند برای کنترل و قطع و وصل موتور مورد استفاده قرار گیرد. بنابراین وجود MPCB لزوماً به معنای حذف کنتاکتور نیست.

5. بیمتال کجا نصب می‌شود؟

بیمتال در مدارهای موتور معمولاً در مسیر قدرت و همراه با کنتاکتور نصب می‌شود و کنتاکت کمکی آن در مدار فرمان قرار می‌گیرد. محل دقیق نصب باید مطابق نقشه مدار و دستورالعمل سازنده تعیین شود.

6. کلید حرارتی کجا نصب می‌شود؟

کلید حرارتی معمولاً در مسیر تغذیه موتور و پیش از بخش‌های اصلی مدار قدرت قرار می‌گیرد تا بتواند موتور و مسیر مربوطه را در برابر اضافه بار و اتصال کوتاه محافظت کند. محل نصب دقیق به طراحی مدار بستگی دارد.

7. آیا می‌توان بیمتال را با کلید حرارتی جایگزین کرد؟

در برخی مدارها ممکن است MPCB بتواند بخشی از وظایف حفاظتی بیمتال را بر عهده بگیرد، اما جایگزینی باید بر اساس طراحی مدار، جریان موتور، نوع کنتاکتور و سایر تجهیزات انجام شود. نمی‌توان بدون بررسی مدار، یک تجهیز را به‌طور مستقیم جایگزین دیگری کرد.

8. برای موتور صنعتی کلید حرارتی بهتر است یا بیمتال؟

هیچ پاسخ واحدی برای تمام موتورهای صنعتی وجود ندارد. اگر حفاظت اضافه بار در یک مدار کنتاکتوری موردنیاز باشد، بیمتال گزینه مناسبی است. اگر حفاظت حرارتی و مغناطیسی در قالب یک تجهیز موردنیاز باشد، کلید حرارتی می‌تواند انتخاب مناسب‌تری باشد.

9. آیا تنظیم جریان بیمتال و کلید حرارتی یکسان است؟

اصل تنظیم هر دو به جریان کاری موتور مرتبط است، اما روش و محدوده تنظیم به مدل و سازنده تجهیز بستگی دارد. همیشه باید اطلاعات پلاک موتور و دستورالعمل فنی محصول بررسی شود.

10. چرا بیمتال یا کلید حرارتی مرتباً قطع می‌کند؟

قطع مکرر می‌تواند دلایل مختلفی داشته باشد؛ از جمله اضافه بار مکانیکی، گیر کردن موتور، مشکل در یاتاقان‌ها، افت یا عدم تعادل ولتاژ، اتصال نامناسب، تنظیم نادرست جریان حفاظتی یا وجود مشکل در خود موتور. افزایش بی‌دلیل مقدار تنظیمی برای جلوگیری از قطع شدن، راهکار مناسبی نیست و ابتدا باید علت اصلی بررسی شود.

11. آیا کلید حرارتی از موتور در برابر افت ولتاژ محافظت می‌کند؟

کلید حرارتی عمدتاً برای حفاظت در برابر اضافه بار و اتصال کوتاه طراحی شده است. افت ولتاژ یک خطای متفاوت است و در سیستم‌هایی که حفاظت اختصاصی در برابر افت یا افزایش ولتاژ لازم است، باید از تجهیزات مناسب کنترل ولتاژ نیز استفاده شود.

12. برای انتخاب بیمتال و کلید حرارتی به چه مشخصاتی توجه کنیم؟

مهم‌ترین مشخصات شامل جریان نامی موتور، ولتاژ، تعداد فازها، محدوده تنظیم جریان، نوع بار، جریان راه‌اندازی، قدرت قطع، روش نصب، شرایط محیطی و سازگاری تجهیز با سایر اجزای تابلو برق است. بررسی دیتاشیت سازنده نیز پیش از خرید اهمیت زیادی دارد.

13. آیا کلید حرارتی فقط برای موتور استفاده می‌شود؟

نام MPCB به حفاظت موتور اشاره دارد و کاربرد اصلی آن نیز حفاظت مدارهای موتوری است. با این حال، کاربرد دقیق هر مدل باید بر اساس مشخصات سازنده و طراحی مدار تعیین شود.

14. آیا بیمتال در تابلو برق PLC کاربرد دارد؟

بله. بیمتال می‌تواند در تابلوهای مجهز به PLC برای حفاظت موتور در برابر اضافه بار استفاده شود. در این ساختار، PLC وظیفه کنترل منطقی سیستم را بر عهده دارد و بیمتال وظیفه حفاظتی خود را انجام می‌دهد. این دو تجهیز جایگزین یکدیگر نیستند و نقش متفاوتی دارند.

15. آیا قیمت بیشتر کلید حرارتی به معنی بهتر بودن آن است؟

خیر. قیمت بالاتر لزوماً به معنای مناسب‌تر بودن تجهیز برای یک کاربرد خاص نیست. مهم‌ترین موضوع، انتخاب محصولی با مشخصات فنی متناسب با موتور و مدار است. کیفیت ساخت، برند، محدوده جریان، قدرت قطع و امکانات حفاظتی باید در کنار قیمت بررسی شوند.