بیمتال ها از اجزای کلیدی در حفاظت از موتورها و سیستم های الکتریکی هستند. بیمتال زیمنس یکی از باکیفیت ترین بیمتال هاست که به دلیل داشتن قابلیت های گسترده به صورت گسترده در صنایع مختلف استفاده می شود. در این مقاله قصد داریم که به بررسی اصول عملکرد بیمتال زیمنس در حفاظت موتورها بپردازیم.
بیمتال چیست؟
بیمتال (bimetal) ترکیبی از دو فلز مختلف با ضریب های انبساط حرارتی متفاوت است که به صورت دائمی به یکدیگر متصل شده اند. ضریب انبساط حرارتی متفاوت باعث می شود که این فلزات در برابر تغییرات دمایی، واکنش های متفاوتی از خود نشان دهند. این ضریب انبساط حرارتی باعث می شود که بیمتال مانند یک سنسور یا سوئیچ عمل کند. این عملکرد باعث می شود که از بیمتال در صنایع مختلفی به عنوان سوئیج و سنسور استفاده شود.
ساختار بیمتال زیمنس
بیمتال زیمنس از دو فلز با ضرایب حرارتی متفاوت که به شکل نوار یا ورق طراحی شده اند، تشکیل می شود. برای عملکرد صحیح بیمتال، انتخاب دقیق این دو فلز بسیار حائز اهمیت است. با توجه به کاربرد این بیمتال، باید ضریب انبساط حرارتی این فلزات به صورت دقیق محاسبه شود. به طور معمول از فلزاتی مانند آلومینیوم و مس یا فولاد و مس در ساخت بیمتال زیمنس استفاده می شود. این دو فلز در ساخت بیمتال به عنوان فلز فعال و فلز پشتیبان شناخته می شوند. به طور معمول از فلز آلومینیوم به دلیل ضریب انبساط بالا و وزن سبک به عنوان فلز فعال استفاده می شود. فلز مس با توجه به خواص الکتریکی و استحکام بالا به عنوان فلز پشتیبان شناخته می شود.
در تولید بیمتال فلز فعال و فلز پشتیبان با چسب های مخصوص به یکدیگر چسبانده می شوند. اتصال باید به صورت دقیق انجام شود یا دو فلز از یکدیگر جدا نشوند. پس از اتصال این دو فلز، آن ها را به صورت نوار با ورق های فلزی فرم دهی می کنند تا بتوان از آنها در تجهیزات مختلف استفاده کرد. در این مرحله با توجه به نیازهای خاص هر صنعت، باید بیمتال را به صورت دقیق برش داده و شکل دهی کرد. ساختار بیمتال به گونه ای است که در اثر تغییرات دمایی به سرعت خم می شود. در این حالت هنگامی که دما بالا می رود، فلزی که ضریب انبساط حرارتی بالاتری دارد، زودتر منبسط شده و انبساط ناهمسان دو فلز باعث خم شدن بیمتال و فعال کردن سوئیچ یا قطع مدار می شود.
اصول عملکرد بیمتال زیمنس
در هنگام افزایش بیش از حد بار موتور، دمای آن نیز افزایش می یابد. در نتیجه افزایش دما، بیمتال به سرعت واکنش نشان داده و فلز با ضریب انبساط حرارتی بالاتر آن هم می شود. در نتیجه بیمتال زیمنس مدار الکتریکی را قطع کرده و از آسیب به موتور در اثر اضافه بار جلوگیری می کند. بیمتال زیمنس مانند یک سنسور دما نیز عمل می کند. هنگامی که دما بالا رفته و به حد خطرناکی برسد، بیمتال زیمنس به سرعت واکنش نشان می دهد و مدار الکتریکی را قطع می کند. این ویژگی باعث می شود که استفاده از بیمتال در سیستم های صنعتی و موتورهایی که در شرایط سخت کار می کنند به یک ضرورت تبدیل شود.
بیمتال های با استفاده از مواد اولیه باکیفیت به صورت دقیق طراحی شده اند و دقت بالایی دارند. دقت بالای بیمتال باعث افزایش ایمنی و بهبود کارایی موتور می شود. با توجه به عملکرد بسیار سریع بیمتال های نسبت به تغییرات دمایی، این قطعه الکتریکی می تواند در شرایط بحرانی نیز از ایجاد آسیب به موتور جلوگیری نماید. از بیمتال های زیمنس در صنایع مختلفی مانند تجهیزات خانگی، خودروسازی، تجهیزات صنعتی و … برای کنترل کردن دما و حفاظت از موتورها استفاده می شود. بیمتال زیمنس با حفاظت از موتور در برابر اضافه بار و افزایش دما، عمر مفید موتور را افزایش داده و هزینه های تعمیر و نگهداری آن را کاهش می دهد.
جمع بندی
بیمتال زیمنس یکی از ابزارهای حفاظتی است که در سیستم های الکتریکی و موتورها نقش حائز اهمیتی دارد. بیمتال های زیمنس با توجه به کیفیت بالا، عملکرد سریع و دقیق و قابلیت اطمینان بالا می توانند از موتورهای الکتریکی در برابر اضافه جریان و افزایش دما محافظت کنند. استفاده از بیمتال های زیمنس عمر مفید موتورهای الکتریکی را افزایش داده و هزینه های تعمیر و نگهداری آنها را کاهش می دهد.
