عملکرد کلید حرارتی

منبع اصلی انرژی روزانه در کار با وسایلی که از آن ها استفاده می کنیم جریان برق به عنوان یک منبع اصلی انرژی به شمار می رود. از آن جایی که بسیاری از این دستگاه ها از جریان برق استفاده می کنند، به دریافت جریان دقیق نیاز می باشد، زیرا با پایین و بالا رفتن جریان احتمال آسیب به موتور را بالا می برد. با توجه به این که بسیاری از دستگاه‌ هایی که از برق استفاده می‌کنند، نیاز به دریافت جریان مشخصی از آن دارند، پایین یا بالا رفتن این جریان، احتمال آسیب رسیدن به موتور را افزایش دهد. برای جلوگیری از بروز این خطا به تجهیزی نیازمندیم که بتواند علاوه بر شناسایی محدوده تغییراتی که در جریان برق رخ می ‌دهد، قطع و وصل جریان را در صورت نیاز فراهم کند.

کلید حرارتی چیست؟

کلید حرارتی (MPCB) از قطعات حفاظتی در سیستم برق ‌کشی محسوب می‌شوند که از موتور در برابر خطرات اتصال کوتاه و اضافه بار محافظت می کند. این کلیدها، از فیوز مینیاتوری و بی‌ متال تشکیل شده‌اند و در مواقعی که اضافه بار در جریان برق، به اتفاق افتد، توانایی جدا کردن الکتروموتور را از منبع ورودی را دارند.

عملکرد کلید حرارتی

در هنگام عبور جریان الکتریکی، کلید حرارتی دمای کلید را افزایش می دهد. فلز هایی که در ساخت این کلید استفاده شده از با بالا رفتن دما، منبسط می شوند. از آن جایی که این فلز ها ضریب انبساط مختلفی دارند کلید به سمت فلز با ضریب کمتری خم می شود. این کار موجب قطعی جریان برق شده و این جابجایی، قطعی را به کمک اهرم با طور مستقیم کنتاکت ها فراهم می کند. با بررسی کردن دقیق طریقه کار کلید حرارتی می توان به دو آهن‌ ربا در بالا و پایین تیغه‌ ها پی برد که قابلیت جلوگیری از جرقه و سوختگی محل اتصال را دارا می باشند. رله ‌های اضافه بار می توان طوری تنظیم کرد (جریان‌ های بین 1.5 تا 10) تا جریان نامی موتور را قطع کند.

ساختار کلید حرارتی

از قطعاتی که در تابلو برق ها استفاده می شود، کلید حرارتی را می توان به عنوان یکی از مهم ترین آن ها دانست که برای حفاظت از مدارهای الکتریکی در برابر جریان‌ های بیش از حد و دما های بالا مورد استفاده قرار می گیرند. ساختار این کلید به صورت زیر است:

·         پوشش خارجی:

کلید حرارتی دارای یک پوشش خارجی می باشد که از جنس مواد عایقی مانند پلاستیک یا فلز ساخته شده و این پوشش از دستگاه در برابر خطرات خارجی و برقراری محافظت می کند.

·         سیستم قطع و وصل:

کلید حرارتی دارای یک سیستم قطع و وصل است که در صورت فعال شدن بخش حساس، جریان الکتریکی را قطع می ‌کند تا از آسیب به مدارهای الکتریکی جلوگیری شود. این سیستم معمولاً شامل یک سوئیچ یا کنتاکتور است.

·         پایه‌ها و اتصالات:

کلید حرارتی دارای پایه‌ها و اتصالاتی می باشد که برای اتصال به مدارهای الکتریکی استفاده می ‌شوند. این پایه‌ها و اتصالات به صورت مناسب طراحی شده تا اتصالات الکتریکی به راحتی انجام شود.

·         قابلیت تنظیم:

برخی از کلید‌های حرارتی قابل تنظیم می باشند یعنی می توان دمای فعال سازی و قطع را تنظیم کند تا با توجه به نیاز و شرایط خاص عمل کند.

قسمت‌های مختلف کلید حرارتی

با توجه به نحوه کارکرد کلید های حرارتی ساختار نسبتا ساده ای دارند. اجزای اصلی که در ساخت این محصولات به کار رفته است، به شرح زیر می باشد:

شستی ‌های قطع و وصل کلید حرارتی:

این شستی‌ها به عنوان وسیله‌ ای برای قطع و وصل جریان الکتریکی در پاسخ به تغییرات دما و جریان الکتریکی در کلید حرارتی عمل می ‌کنند. شستی های قطع در صورت فعال شدن بخش حساس کلید حرارتی، جریان الکتریکی را قطع می ‌کند. این شستی به عنوان یک سوئیچ قطع عمل می‌کند و باعث قطع جریان الکتریکی در مدار می‌شود. شستی وصل در صورت کاهش دما یا جریان الکتریکی به حد مورد نظر، جریان الکتریکی را مجدداً وصل کرده و به عنوان یک سوئیچ وصل عمل می‌ کند و باعث اتصال جریان الکتریکی در مدار می‌ شود.

کلید تست:

این کلید یک قسمت مهم از سیستم کلید حرارتی می باشد که برای بررسی و تست عملکرد صحیح کلید حرارتی استفاده می ‌شود. این کلید تست به طور خاص برای اعتبارسنجی و اطمینان حاصل کردن از عملکرد صحیح کلید حرارتی استفاده می ‌شود.

ترمینال‌های اتصال به کابل موتور:

این ترمینال ها اغلب شامل سه ترمینال از جمله ترمینال فاز، ترمینال نول، ترمینال موتور است که برای اتصال کابل‌ های موتور و کابل برق به کلید حرارتی استفاده می‌شوند.

ترمینال‌های اتصال برق ورودی:

این ترمینال ها برای اتصال سیم برق ورودی و خروجی و همچنین برای اتصال سیم به دستگاه یا تجهیزات دیگر استفاده می ‌شود.

پیچ تنظیم جریان

این قطعه کوچک بر روی کلید حرارتی نصب شده و اجازه تنظیم جریان آب گرم در سیستم حرارتی را به کاربر می دهد. با استفاده از این پیچ، می توان مقدار آب گرم که به رادیاتورها و سایر دستگاه‌ه ای حرارتی تحویل داده می‌شود را تنظیم کرد.

مشخصات کلید حرارتی

در انتخاب هر تجهیزی نیاز به آشنایی با مشخصات آن می باشد. کلید حرارتی نیز از این قاعده مستثنی نیست. کلید های حرارتی ایده آل دارای مشخصات زیر به صورت همزمان هستند:

• دارای یک شستی قطع برق 0 و 1
• تنظیم بازه‌ ی جریان مجاز
• دارای کلید های برای تنظیم جریان مناسب (معمولا ۱۰ درصد بیشتر از جریان نامی)
• دارای دکمه ‌ی تست برای آزمایش سالم بودن محصول
• قابلیت اضافه کردن تجهیزات جانبی

کاربرد کلید حرارتی

اولین کاربرد کلید حرارتی را می توان، کلید زنی موتور دانست. حفاظت قابل تنظیم برای اضافه بار مغناطیسی و حرارتی، از دیگر کاربرد کلید حرارتی و همچنین حفاظت از الکتروموتور در برابر انواع خطا های الکتریکی به شمار می رود. از کاربرد های دیگر کلید حرارتی می توان ایجاد تاخیر حرارتی برای روشن شدن موتور به جهت داغ شدن موتور در اثر اضافه‌ بار اشاره داشت.

کلید حرارتی مغناطیسی

کلید حرارتی مغناطیسی نوعی کلید می باشد که برای قطع و وصل کردن مدار برق از اصل مغناطیسی استفاده می‌کند. این کلید وابسته بر تغییرات دمای محیط است. هنگامی که دما به حد مشخصی برسد، میدان مغناطیسی تغییر کرده و باعث قطع یا وصل شدن مدار برق می‌شود. این عملکرد به منظور جلوگیری از آسیب به تجهیزات و افزایش ایمنی سیستم الکتریکی است.

تفاوت کلید حرارتی با بی متال

کلید حرارتی و بیمتال هر دو از جنس فلزات تشکیل شده‌ اند، اما تفاوت ‌های مهمی بین آن‌ها وجود دارد. کلید حرارتی در واکنش به تغییر دما عمل می‌ کند یعنی زمانی که دمای آن افزایش یا کاهش می ‌یابد، به صورت خودکار باز یا بسته می‌ شود. در حالی که بی متال فقط در واکنش با تغییر دمای خود به صورت خودکار انحنای خود را تغییر می ‌دهد. کلید حرارتی سرعت عمل بالاتر و پاسخگوتر نسبت به بی متال دارد. زیرا در واکنش با تغییر دمای سرعت عمل آن بسیار سریع است.