حفاظت از موتورهای الکتریکی در برابر اتصال کوتاه، اضافه بار و خطاهای ناشی از نوسانات جریان در صنایع مختلف ضرورتی اجتناب ناپذیر است. کلیدهای حرارتی (Motor Protection Circuit Breaker MPCB) یکی از مهم ترین تجهیزات حفاظتی هستند که در ایمنی، پایداری و افزایش طول عمر ماشین آلات و موتورهای الکتریکی نقش اساسی دارند. برند زیمنس به عنوان یکی از پیشگامان صنعت برق جهان، کلیدهای حرارتی باکیفیت و دارای قابلیت های پیشرفته ای را تولید می‌کند که پیکربندی صحیح و بهینه آنها شرط لازم برای رسیدن به حداکثر کارایی و ایمنی است. در این مقاله قصد داریم که تنظیمات پیشرفته کلید حرارتی زیمنس را مورد بررسی قرار دهیم.
ساختار و عملکرد کلید حرارتی زیمنس
قبل از بررسی تنظیمات پیشرفته کلید حرارتی زیمنس، بهتر است که با ساختار و عملکرد این کلیدها آشنا شوید. کلید حرارتی زیمنس، یک کلید اتوماتیک است که همزمان دو وظیفه اصلی حفاظت حرارتی و حفاظت مغناطیسی را بر عهده دارد.
- حفاظت حرارتی (Overload Protection): در این نوع حفاظت، کلیدهای حرارتی زیمنس با استفاده از بی متال یا سنسورهای الکترونیکی، اضافه بار طولانی مدت را شناسایی نموده و مدار را قطع می‌کنند تا از آسیب رسیدن به سیم پیچ موتور جلوگیری شود.
- حفاظت مغناطیسی (Short Circuit Protection): کلید حرارتی زیمنس در حفاظت مغناطیسی با استفاده از مکانیزم تریپ سریع، جریان های اتصال کوتاه را در زمان بسیار کوتاه تشخیص می دهد و مدار را بلافاصله قطع می‌کند.
کلیدهای حرارتی زیمنس معمولا در سری های 3RV2 و 3VU عرضه می شوند و برای حفاظت از موتورهای الکتریکی تک فاز و سه فاز با توان های خروجی مختلف استفاده می شوند. کلیدهای حرارتی زیمنس به صورت مستقیم بر رویی برق تابلو نصب می شوند و می توانند به عنوان کلید اصلی موتور یا کلید راه انداز ستاره مثلث نیز استفاده شوند.
تنظیم جریان اسمی (Ir)؛ اولین قدم در تنظیم کلید حرارتی زیمنس
مهم‌ترین پارامتر قابل تنظیم در کلید حرارتی زیمنس، جریان اسمی موتور (Ir) است. این پارامتر باید دقیقا مطابق با جریان نامی درج شده بر روی پلاک موتور باشد. اگر جریان تنظیم شده روی کلید حرارتی زیمنس کمتر از جریان اسمی موتور باشد، موتور الکتریکی در هنگام راه اندازی یا افزایش بار غیرضروری قطع می شود و اگر مقدار جریان بیشتر از حد مجاز باشد، حفاظت اضافه بار کلید حرارتی زیمنس به خوبی عمل نخواهد کرد.
برای تنظیم جریان اسمی، یک پیچ یا ولوم مدرج بر روی کلید حرارتی تعبیه شده است که به طور معمول بازه ای بین ۶ تا ۱۰ آمپر را پوشش می دهد. با چرخاندن پیچ، مقدار آن را به جریان نامی موتور برسانید. دقت نمایید که عدد انتخابی باید با جریان واقعی موتور، شرایط محیطی (دمای محیط) و ولتاژ تغذیه مطابقت داشته باشد. توصیه می شود که در محیط های صنعتی با دمای بیشتر از ۴۰ درجه سانتی گراد، جریان تنظیمی کمی کمتر از مقدار نامی تعیین شود تا افت راندمان ناشی از حرارت جبران گردد. در موتورهایی که به صورت مکرر راه اندازی می شوند یا بار کاری سنگینی دارند بهتر است این جریان را کمی بیشتر از مقدار جریان نامی موتور تنظیم کرد تا از قطع ناخواسته جلوگیری شود، اما هرگز از حد بالای بازه کلید تجاوز نکنید.
تنظیم تیپ قطع مغناطیسی (Instantaneous Trip Setting)
علاوه بر حفاظت حرارتی کلیدهای حرارتی زیمنس، این کلیدها یک مدار مغناطیسی نیز دارند که به منظور حفاظت در برابر اتصال کوتاه طراحی شده است و معمولا به صورت پیش فرض روی مقدار ثابتی تنظیم شده است. این مقدار به طور معمول ۱۰ تا ۱۴ برابر جریان تنظیمی (Ir) است.
در محیط هایی مانند صنایع سنگین یا کابل کشی های بلند که ریسک اتصال کوتاه بالا است، توصیه می شود که کلیدی با تیپ مغناطیسی پایین تر (به طور مثال 8 تا 10 برابر Ir) انتخاب شود تا تریپ سریع تر انجام شود. در پمپ ها یا کمپرسورهای بزرگ و دیگر موتورهای با جریان راه اندازی بالا بهتر است از کلیدهایی با تیپ مغناطیسی بالاتر استفاده کنید تا موتور هنگام راه اندازی ناخواسته قطع نشود. در برخی از مدل های دیجیتالی کلید حرارتی زیمنس، امکان تنظیم دقیق تیپ مغناطیسی وجود دارد. این ویژگی باعث می شود تا مهندسان بتوانند بر اساس اندازه گیری جریان راه اندازی واقعی موتور، مقدار بهینه را انتخاب کنند.
تنظیم حساسیت حفاظت حرارتی (Trip Class)
Trip Class یا کلاس قطع حرارتی، مدت زمان تحمل اضافه بار پیش از قطع مدار را مشخص می نماید. در کلیدهای حرارتی زیمنس به طور معمول کلاس ۱۰ (۱۰ ثانیه)، کلاس ۲۰ یا کلاس ۳۰ تعریف شده است. کاربردهای این کلاس ها به شرح زیر است:
- کلاس ۱۰: برای موتورهایی با راه اندازی سریع (مانند فن ها و دمنده ها)
- کلاس ۲۰: برای موتورهایی با اینرسی بالا یا راه اندازی سخت (مانند پمپ ها یا نوار نقاله ها)
- کلاس ۳۰: برای کاربردهای بسیار سنگین
در مدل های پیشرفته کلید حرارتی می توانید کلاس قطع را به صورت سخت افزاری یا از طریق پارامترهای دیجیتال انتخاب نمایید. این کار به طور معمول از طریق کلیدهای DIP یا منوی تنظیمات انجام می شود.
حفاظت قطع فاز (Phase Failure & Phase Imbalance Protection)
یکی از ویژگی های مهم و حیاتی در کلیدهای حرارتی پیشرفته زیمنس، حفاظت در برابر قطع فاز یا عدم توازن فاز است. در صورت قطع یکی از فازها، موتور ممکن است جریان بالایی از فازهای باقی مانده بکشد و به سرعت داغ شود. در مدل های دیجیتال کلید حرارتی، قابلیت قطع فاز به صورت انتخابی(Enable/Disable) وجود دارد. برخی از مدل های این کلید نیز اججازه تنظیم درصد عدم توازن مجاز جریان را می دهند. در محیط هایی که احتمال قطع یا افت ولتاژ فاز بالاست، حتما این حفاظت را فعال نمایید و حساسیت را روی مقدار پایین تنظیم کنید تا از سوختن موتور جلوگیری گردد.
تنظیمات جبران دما (Temperature Compensation)
در برخی از مدل های کلید حرارتی زیمنس، مکانیزم جبران دما تعبیه شده است. این سیستم جبران دما به کلید حرارتی اجازه می دهد تا عملکرد حفاظتی خود را فارغ از تغییرات دمای محیط حفظ نمایند. در واقع با این تنظیمات، اگر دمای محیط زیاد شود، کلید به صورت خودکار جریان قطع را کاهش می دهد و در صورت کاهش دمای محیط نیز جریان قطع افزایش می یابد. در مدل های دیجیتال کلید حرارتی زیمنس، این ویژگی از طریق منو فعال/ غیرفعال می شود. برخی از مدل های توبیدی برند SIEMENS اجازه انتخاب محدوده دمایی (به طور مثال۲۰- تا ۷۰+ درجه سانتی گراد) را می دهند.
تنظیمات راه اندازی مجدد (Auto/Manual Reset)
کلیدهای حرارتی زیمنس می توانند پس از رفع خطا، به صورت خودکار (Auto Reset) یا دستی (Manual Reset) مجددا فعال شوند. برای محیط های حساس که به بررسی اپراتور پس از هر خطا نیاز دارند، بهتر است از راه اندازی مجدد دستی استفاده کنید. در فرآیندهای بدون اپراتور یا خطوط تولید پیوسته راه اندازی خودکار انتخای مناسبی است؛ اما باید احتیاط کنید تا از عملکرد ناایمن موتور الکتریکی جلوگیری گردد. در محیط هایی با احتمال خطای مکرر، راه اندازی خودکار را فقط همراه با آلارم یا سیستم مانیتورینگ مرکزی فعال کنید تا بتوانید خطاها را بررسی کنید.
تنظیمات حفاظت زمین (Earth Fault Protection)
در مدل های پیشرفته تر کلید حرارتی زیمنس، حفاظت در برابر جریان نشتی زمین نیز تعبیه شده است. تنظیم این ویژگی باعث شناسایی جریان های نشتی غیرمجاز و قطع سریع مدار می شود. به طور معمول حد جریان نشتی قابل تنظیم بین 30 تا 500 میلی آمپر است. برای جلوگیزی از قطع ناخواسته در جریان های لحظه ای باید طمان تاخیر قطع را فعال کنید.
توصیه های مهم در تنظیم پارامترهای کلید حرارتی زیمنس
بعد از تنظیم پارامترهای کلید حرارتی زیمنس باید آنها را به صورت دوره ای تست کنید تا از عملکرد صحیح آنها اطمینان حاصل نمایید. برای این کار از تست های عملی اضافه بار و شبیه سازی اتصال کوتاه استفاده نمایید. در صورت تغییر شرایط محیطی، تغییر بار موتور، تعویض موتور و … باید تنظیمات کلید حرارتی را بازبینی و اصلاح نمایید. همیشه مقدار تنظیمات جریان، کلاس قطع، تیپ مغناطیسی و سایر پارامترها را در یک دفترچه در دسترس ثبت کنید تا بتوانید در تست های دوره ای از آنها استفاده کنید.
جمع بندی
تنظیمات پیشرفته کلید حرارتی زیمنس، یکی از مهم ترین مراحل در حفاظت از موتورهای الکتریکی در برابر اضافه بار و اتصال کوتاه است. انتخاب صحیح جریان اسمی، تیپ قطع، کلاس حرارتی، حفاظت فاز و استفاده از تجهیزات جانبی می تواند ایمنی، طول عمر و بهره وری سیستم های الکتریکی را افزایش دهد. به یاد داشته باشید که تنظیمات دقیق و اصولی، نه تنها از آسیب های شدید و پرهزینه به موتور و تجهیزات جلوگیری می نماید، بلکه با کاهش خاموشی های ناخواسته، بهره وری خط تولید را نیز به حداکثر می رساند. شما میتوانید با کمترین قیمت و گارانتی اصالت کالا محصولات زیمنس را از اتوماسیون فرسان نمایندگی زیمنس در ایران خریداری کنید.
