مزایا و معایب بی متال
رله بی متال (Bimetal Relay) نوعی رله حفاظتی در سیستم های الکتریکی می باشد که برای حفاظت از تجهیزات در برابر افزایش حرارت غیرمعمولی در مدار ها و سیستم ها به کار می رود. این رله از یک عنصر بی متال برای شناسایی تغییرات دما استفاده می کند. در تأسیسات صنعتی موتور باید به طور اتوماتیک قطع و یا وصل شود و کنتاکتور متناسب با نوع بار پیش بینی شود. برای قطع اتوماتیک موتورها، زمانی که به وسیله اضافه بار، درجه حرارت بدنه موتور بالا می رود استفاده از بی متال یا رله های حرارتی همچون بی متال هیوندای ضرورت دارد. در ادامه مزایا و معایب بی متال ودیگر مطالب این تجهیز را مورد بررسی قرار خواهیم داد.
مزایا بیمتال (رله های حرارتی)
Bimetal Relay دارای ویژگی های منحصر به فردی در قیاس با رله های دیگر دارد. در ادامه به برخی از مزایای این رله حرارتی می پردازیم:
· سادگی در ساختار و قابلیت تعمیر:
Bimetal ساختار ساده تری نسبت به برخی از رله های پیچیده تر دارد. همین ساختار امکان سادگی و قابلیت تعمیر و نمگهداری را فراهم می سازد.
· حفاظت حرارتی:
این مزیت رله بی متال برای حفاظت از تجهیزات در برابر بالا رفتن حرارت یا جریان غیرمعمولی به کار می رود. در مواقعی که دما افزایش پیدا می کند، بی متال عملیات قطع مدار را ایجاد می کند تا از بروز خطرات جلوگیری شود.
· دقت بالا در کنترل حرارتی:
تغییر شکل بیمتال با تغییر دما باعث شده که این تجهیز بتواند با دقت بالا دما را کنترل کند. این مزیت برای کاربرد هایی که نیاز به کنترل دما و تنظیم آن دارند، مفید می باشد.
· مقرون به صرفه بودن:
باتوجه به ویژگی هایی که بی متال نسبت به رله های دیگر دارد، قیمت نسبتا پایین تر و معقول تری در مقایسه با برخی از سیستم های حفاظت حرارتی پیشرفته تر به شمار می آید.
· کاربرد در سیستم ها و تجهیزات الکتریکی:
Bimetal در زمینه الکترونیک و تجهیزات الکتریکی استفاده زیادی دارد. در مواردی هم که تجهیزات در برابر افزایش حرارت به حفاظت نیاز داشته باشند استفاده از بیمتال توصیه می شود.
· سرعت در فعال سازی:
با ساختاری که رله بیمتال دارد، توانایی فعال سازی سریع در پاسخ به تغییرات دما را دارد.
· کاربرد در محیط های صنعتی:
قابلیتی که بی متال در شرایط صنعتی سخت و مقاوم دارد، گزینه خوبی برای کاربردهای صنعتی و صنایع ساختمانی مناسب می باشد.
معایب بی متال (رله های حرارتی)
علاوه بر مزایایی که رله بی متال ارائه می‌دهد دارای معایب و محدودیت هایی نیز می باشد که در ادامه به چند مورد از آن ها اشاره می کنیم:
· دقت محدود:
با توجه به حساسیت به تغییر دما رله بی متال، ممکن است دقت کنترل را در بعضی از کاربردها کاهش دهد. این امر مخصوصاً در مواردی که به کنترل دقیق دما که نیازاست، حائز اهمیت می باشد.
· زمان تاخیر فعال سازی:
برای بی متال زمانی لازم است تا دما به حداقل لازم برای انحنای آن برسد تا رله فعال شود. زمان در برخی موارد کاربردی حیاتی و ضروری می باشد.
· اندازه و سایز بزرگ:
به دلیل نیاز به بی متال های بزرگ تر در برخی از موارد، برخی از بیمتال ها ابعاد بزرگتری دارند که امکان محدودیت ایجاد کند.
· محدودیت در فرکانس:
بعضی از Bimetal ها در برابر تغییرات فرکانس حساس هستند و ممکن است در محیط هایی که فرکانس های متغیر کارایی کمتری داشته باشند، دچار مشکل شوند.
عملکرد بی متال (رله های حرارتی)
رله بی متال با استفاده از یک حسگر حرارتی بیمتالی عمل می کند. این حسگر اغلب از دو لایه متفاوت با خاصیت های گرمایی گوناگون تشکیل شده است. کاربر توانایی تنظیم کردن یک آستانه دما را برای فعال شدن دارد. این تنظیم به مشخصات تجهیزات و موتورها متصل است و هدف از آن جلوگیری از افزایش حرارت غیرمعمولی در مدارها می باشد.هنگامی که دما به طور ناگهانی فراتر از آستانه تنظیم شده بالا می رود، لایه های مختلف ب‌متال دچار انحنا می شوند.
زمانی که لایه ها انحنا پیدا می کنند، باعث فعال سازی رله می‌شود. این فعال سازی به صورت مستقیم روی تماس های الکتریکی موثر است. پس از فعال شدن رله، تماس های الکتریکی در مدار باز شده و باعث می شود جریان قطع شود. این عمل سبب می شود جریان افزایش پیدا نکند و از تجهیزات حفاظت شود. به طور کلی، رله بیمتال با استفاده از حسگر حرارتی بی متالی و انحنای لایه های متفاوت آن، در مواقعی که حرارت افزایش پیدا می کند، می تواند افزایش حرارت به میزانی که آستانه تنظیم شده را بالاتر ببرد، به طور خودکار مدار را قطع می کند و در آخر از بروز خطا در تجهیزات جلوگیری می کند.
نقش و وظیفه Bimetal در تابلو های برق
بی متال به عنوان یک رله حرارتی محافظتی در تابلو برق ایفای نقش می کند تا از آسیب به تجهیزات به دلیل افزایش حرارت یا جریان غیرعادی مقابله کند. در ادامه بیشتر به نقش بیمتال در تابلو برق ها می پردازیم:
· محفاظت از تجهیزات الکتریکی و موتورها:
معمولاً این رله حرارتی در تابلو های برق بر روی موتورها و تجهیزات الکتریکی نصب می شود. بی متال به عنوان یک سوئیچ فعال ساز زمانی که دما به طور ناگهانی از آستانه تعیین شده بالاتر می رود، انحنا می کند.
· قطع کردن مدار در شرایط نامناسب:
بی متال به عنوان یک رله حرارتی نیز در تابلو برق نصب می شود تا در صورت بالا رفتن حرارت به میزان غیرمعمول یا افزایش جریان به میزان ناشی از مشکلات فنی، عملیات قطع مدار را فراهم کند. این قطع مدار به جلوگیری از آسیب موتورها و تجهیزات الکتریکی کمک می کند.
· حافظت در برابر اتصال های کوتاه:
برخی از انواع بی متال ها به عنوان یک سوئیچ جریانی نیز عمل می کنند و در مواقعی که اتصال کوتاه در مدار اتفاق می افتد، جریان را به میزان غیرعادی تشخیص داده و مدار را قطع می کنند.
اجزای تشکیل دهنده بی متال یا رله حرارتی
رله بی متال به عنوان یک نوع رله حرارتی از چند اجزاء تشکیل شده است که شامل موارد زیر است:
· حسگر حرارتی بی متال:
حسگر حرارتی اصلی رله بی متال از دولایه فلز متفاوت تشکیل شده است که به صورت طیفی انحنا می کند. این انحنا در پاسخ به تغییرات دما اتفاق می‌افتد و نقش اصلی در فعال‌سازی رله را دارد.
· سوئیچ الکتریکی:
این سوئیچ در درون رله بیمتال قرار دارد و به صورت مستقیم تحت تأثیر انحنای حسگر حرارتی قرار می گیرد. زمانی که حرارت افزایش پیدا می کند و حسگر حرارتی انحنا می شود، سوئیچ فعال می شود.
· بدنه و ساختار مکانیکی:
بدنه رله بیمتال از پلاستیک یا فلز تشکیل می شود که حاوی تمام اجزاء مکانیکی و الکتریکی رله است و آن را در محل نصب محافظت می کند.
· اتصالات الکتریکی:
Bimetal دارای اتصالات الکتریکی می باشد که به مدارهای الکتریکی متصل می شود. این اتصالات نقش مهمی در انتقال جریان الکتریکی از او به رله دارند. این اجزاء با همکاری هم، رله بیمتال را قادر به تشخیص تغییرات دما و فعال سازی یا غیرفعال سازی مدارهای الکتریکی را فراهم می کنند.
· تنظیم کننده دما:
کاربران با استفاده از این قطعه، آستانه دما را برای فعال شدن رله تنظیم می کنند. این تنظیم کننده اغلب یک دستگاه متحرک است که به کمک آن می توان دمای فعال‌سازی را تغییر داد.
مشخصات فنی بی متال
مشخصات فنی Bimetal Relay با توجه بره مدل و برند تولید شده متفاوت باشد اما به طور کلی مشخصات فنی آن شامل موارد زیر است:
- جریانی نامی: رله بی متال به طور عادی و بدون فعال سازی برداشت می‌کند.
- جریان فعال سازی: نگام افزایش حرارت به علت بالا رفتن دما، رله فعال می‌شود و مدار را قطع می‌کند.
- تعداد پایه ها: تعداد مدارهای مستقل که رله می تواند در آنها فعال شود.
- ولتاژ نامی: حداکثر ولتاژی که رله بی متال برای کارکرد در شرایط نامی طراحی شده است.
- توان برقی: حاصل ضرب جریان نامی در ولتاژ نامی است و توان برقی را تعیین می‌کند.
- مقاومت الکتریکی: مقاومت الکتریکی در اتصالات رله.
- آستانه دما: دمایی که اگر به آن برسد، رله فعال می‌شود و مدار را قطع می‌کند.
- زمان فعال‌سازی: زمانی که رله بیمتال برای فعال‌سازی به آستانه دما می رسد.
- استاندارد ها: استاندارد های مرتبط با کیفیت و ایمنی که رله بیمتال مطابقت دارد.
- عمر مکانیکی: تعداد دوره هایی که رله بی متال می‌تواند بدون شکست مکانیکی انجام دهد.
- دمای کاری: دمای محیطی که رله بی متال قابلیت کار به صورت ایمن در آن دارد.
- عمر الکتریکی: تعداد دوره هایی که رله بیمتال می تواند بدون شکست الکتریکی انجام دهد.
- نوع ولتاژ AC یا DC: نوع ولتاژی که رله برای آن طراحی شده است.
- اندازه و ابعاد: ابعاد فیزیکی رله به همراه اطلاعات مربوط به نصب و اتصالات.
سخن پایانی
در این مقاله در مورد مزایا و معایب رله بی متال و دیگر مسائل این رله حرارتی پرداختیم. به طور کلی بی متال از دو فلز تشکیل شده که با گرما و خم شدن موتور را قطع می کند. این رله‌ها بر اساس اصول کارشان، به سه دسته رله حرارتی، الکترونیکی و مغناطیسی تقسیم می‌شوند. بیمتال بر حسب تفاوت ضریب انبساط دو فلز، از مدار در برابر اضافه جریان محافظت می کند. این تجهیز در مدار اهمیت زیادی همچون راه اندازی موتور دارد.