کلیدهای حرارتی که به آنها کلید محافظت از موتور نیز می گویند؛ قطع کننده‌های الکترومکانیکی هستند که با تأمین برق ایمن برای الکتروموتورهای سه فاز آسنکرون، از آنها در مقابل اضافه بار و اتصال کوتاه محافظت می‌کنند. این کلیدها از دسته کلیدهای قابل قطع در زیر بار بوده و با توجه به حفاظت‌هایی که انجام می‌دهند؛ می‌توان آنها را ترکیبی از کلید مینیاتوری و بی متال کنتاکتور دانست.
کلید حرارتی مشابه با رله بی متال دارای یک پیچ گردان تنظیم در محدوده عملیاتی جریان کاری و یک کلید تست می‌باشد. یک مزیت بسیار مهم کلید حرارتی در مقابل رله بی متال، وجود لوازم جانبی برای کلیدهای حرارتی است.
نحوه کار کلید حرارتی به چه صورت است؟
نحوه کار کلید به این شرح است که چون الکتروموتورها در زمان راه اندازی، جریان لحظه‌ای چند برابری دارند؛ در نتیجه تجهیزی باید به عنوان قطع کننده بالاسری وجود داشته باشد که بتواند در عین اینکه از موتور در قبال دو خطای عنوان شده محافظت کرده؛ اجازه عبور این جریان را نیز در زمان راه اندازی بدهد. مطمئناً چنانچه ما از یک کلید مینیاتوری یا مشابه آن برای این مورد استفاده کنیم؛ در این صورت در همان ابتدا که برق کلید را برای تغذیه الکتروموتور متصل می‌کنیم؛ کلید فرمان قطع را صادر می‌کند. این در حالیست که با نصب یک کلید حرارتی، کلید در صورتی مدار را قطع می کندکه موتور به دلیل بروز خطا یا عیب نتواند به دور نامی خود برسد. برای فهمیدن بهتر نحوه کار یک کلید راه انداز موتوری لازم است با دو مفهوم جریان مغناطیسی و جریان حرارتی آشنا شویم.
جریان مغناطیسی: زمانی که به‌واسطه اتصال کوتاه بین دو فاز، اتصال بدنه و فاز و یا اتصال فاز و نول الکتروموتور داغ کند؛ می گوییم جریان مغناطیسی بالا رفته است.
جریان حرارتی: زمانی که بر اثر اضافه بار، جریان الکتروموتور بالا می‌رود و موتور داغ می‌کند؛ می گوییم جریان حرارتی بالا رفته است.
حال یک کلید حرارتی را در نظر بگیرید: کلید حرارتی خطای اضافه بار را با استفاده از جریان حرارتی تشخیص می‌دهد؛ به این صورت که اثر حرارتی دو فلز تحت عنوان بی متال کلید، سبب تشخیص جریان حرارتی می‌شود. در اثر عبور جریان الکتریکی از تیغه‌های کلید حرارتی، هر دو فلز گرم می‌شوند و طول فلزها افزایش می‌یابد. تفاوت ضریب انبساط طولی دو فلز سبب می‌شود که بی متال به سمت فلزی که ضریب انبساط کمتری دارد؛ خم شود. جابجایی اهرم قطع و وصل، کنتاکت های کلید حرارتی را نیز تحریک می‌کند و در نتیجه عمل قطع انجام می‌شود.
برای خطاهایی نظیر اتصال کوتاه، اتصال بدنه و نظیر آن، حفاظت توسط یک بوبین انجام می‌شود که در قسمت اصلی آن یک هسته مغناطیسی است و اطراف هسته دارای چند دور سیم پیچ است که در اثر عبور جریان زیاد و افزایش شدت میدان مغناطیسی، کنتاکت ها در بوبین جذب می‌شوند. سپس اهرم قطع در آن جذب شده و کلید عمل می‌کند. برای هر فاز یک سیم پیچ وجود دارد. بعد از تشخیص خطا، با استفاده از فنر فشرده شده داخلی برق قطع می‌شود. هر بار قطع و وصل کلید باعث فرسودگی کنتاکت های کلید می‌شود. نکته‌ای که اینجا باید به آن اشاره داشت این است که عمر مفید کنتاکت های کلید حرارتی بسیار کمتر از کنتاکتور است. پس باید دقت داشت که کلید حرارتی گزینه مناسبی برای قطع و وصل‌های پیوسته و طولانی نیست.
اجزای کلید حرارتی
مطابق با توضیحاتی که عنوان شد و برای شناخت بیشتر و بهتر، می توان اجزای کلید را در تصویر زیر مشاهده کرد:
a : مکانیزم عملکرد
b : پوشش روی کلید
c : هادی (شینه) ثابت کلید
d : محل نصب تجهیز جانبی کلید که قابل نصب بر روی کلید باشد.
e : بدنه پشتی کلید ( زیر فریم جلویی)
f : محفظه مخصوص جرقه ها یا آرک
g : صفحه متحرک آرک
h : بخش هادی متحرک کلید
i : پوش بار کلید حرارتی
j : قسمت انتهایی بدنه که امکان نصب کلید بر روی ریل مینیاتوری را میسر می کند.
k :سیم پیچ ها
l : واحد قطع کننده کلید در شرایط اضافه بار
m : پیستون
کاربرد کلید حرارتی شامل چه مورادی می‌شود؟
اگرچه می‌توان با توجه به مدار و نقشه طراحی شده برای تابلو برق، کاربردهای مختلفی را برای این کلید ذکر کرد اما به طور کلی از این کلید برای کاربردهای زیر استفاده می‌شود:
الف) راه اندازی مدارهای موتوری
ب) حفاظت از الکتروموتورها در برابر انواع خطاهای الکتریکی
ج) داشتن حفاظت مغناطیسی و حرارتی در مدار
د) ایجاد تأخیر در روشن شدن الکتروموتورها
ه) استفاده از کنتاکت های کمکی کلید در مدیریت و توسعه مدارهای فرمان تابلو برق
و…
مزایای استفاده از کلید حرارتی چیست؟
الف ) این کلید نسبت به کلید مینیاتوری دارای قدرت قطع بالاتری است که این مورد یک مزیت خوب در مواجه با بار هجومی است.
ب) قابلیت استفاده در مدارات جریان بالا (حداکثر تا 125 آمپر)
ج) نصب و به‌کارگیری آسان
د) قابلیت فرمان پذیری و کنترل
ه) حفاظت سه فاز
و) قابلیت تنظیم دقیق جریان کاری
ز) حفاظت در برابر اضافه جریان و اتصال کوتاه
ح) حفاظت در برابر فقدان فاز یا عدم تقارن فاز
ط) آسیب پذیری کم
ی) مقاومت پذیری خوب در مقابل بار لحظه‌ای
معایب کلیدهای حرارتی چیست؟
الف) قیمت بالا در مقابل تجهیزاتی مانند مینیاتوری و بی متال
ب) فاقد امکان تعمیر آسان (بر خلاف کنتاکتور‌ها و البته مشابه با کلید مینیاتوری)
ج) فاقد تنظیم همه آیتم‌های حفاظتی (بر خلاف کلیدهای اتوماتیک کمپکت قابل تنظیم)
مشخصات کلید حرارتی
کلیدهای حرارتی موجود در بازار در ولتاژ کاری ماکزیمم 690 ولت و رنج جریانی ماکزیمم 125 آمپر تولید و به فروش می‌رسند. برای بررسی بیشتر می‌توانید از صفحه محصولات کلید حرارتی به مقایسه و بررسی آنها بپردازید. به طور کلی کلیدهای حرارتی موجود در بازار به دو دسته کلید 0- 1 یا ON-OFF و گردان تقسیم بندی می‌شوند که تصاویر آنها را در زیر می‌بینید:
در این مقاله به معرفی کامل این تجهیز، نحوه کارکرد و اجزای داخلی آن پرداختیم. شما کاربران محترم می‌توانید دو مقاله تجهیزات جانبی کلید حرارتی و نحوه نصب کلید حرارتی را برای آشنایی بیشتر با این تجهیز مطالعه نمایید و نظرات و پیشنهادات خود را از طریق کامنت با ما در میان بگذارید.
