کلید حرارتی چیست؟

وسایل برقی در برابر نوسانات برق، حساسیت بسیار بالایی دارند، به همین دلیل باید از آن‌ها در برابر نوسانات برق محافظت کرد. حال برای اینکار، لازم است که یک سری قطعات درون خود وسایل برقی به کار گرفته شود، قطعه‌ای مانند کلید حرارتی. 
به صورت کلی به هنگام استفاده از وسایل و تجهیزات برقی، نیاز است تا محدوده تغییرات جریان برق مورد بررسی قرار گیرد و در این راستا یک سری قطعات ویژه برای جلوگیری از خسارات احتمالی، استفاده شود و در صورت نیاز با هدف محافظت از وسیله برقی مورد نظر، بتواند جریان برق را به درستی قطع کند. معمولا برای قطع جریان برق، این قطعات را در مدار برقی آن وسیله قرار می‌دهند. بنا به عبارتی دیگر مهندسان برق باید از تجهیزاتی در مدار برای جلوگیری از خطرات احتمالی استفاده نمایند. لازم ذکر است که کلید حرارتی، یک قطعه‌ای است که با حفاظت در برابر اتصال کوتاه و اضافه بار از دستگاه برقی شما محافظت خواهد کرد. در این مقاله نیز قصد داریم تا به بررسی کلید حرارتی بپردازیم و اطلاعاتی را در این خصوص در اختیار شما عزیزان قرار دهیم. 

جریان مورد نیاز در وسایل برقی

بدیهی است که تمامی وسایل برقی با استفاده از جریان برق کار می‌کنند. حال جریان وارده به تجهیزات و وسایل برقی باید در حد و محدوده مجاز باشد و نباید این جریان از حد مجاز خود بالاتر برود. در این صورت می‌تواند آسیب‌های جدی به دستگاه‌ها وارد نماید. نکته بسیار مهمی که باید بدانید، این است که علاوه بر وسایلی که از آنها به صورت مستقیم در دستگاه‌های برقی استفاده می‌کنیم (تابلو برق پلاستیکی و جعبه تقسیم)، در کارگاه‌های صنعتی نیز از قطعاتی استفاده می‌شود که بتواند جریان‌های فشار بالای الکتریسیته را به نوعی خنثی کرده و از آسیب به دستگاه برقی (به خصوص موتور) جلوگیری شود. حال با توجه به این که بسیاری از دستگاه‌هایی که از برق استفاده می‌کنند، نیاز به دریافت جریان مشخصی از نیروی الکتریسیته را دارند،  بالا و پایین شدن این جریان، می‌تواند سبب آسیب رسیدن به موتور دستگاه برقی و در نهایت سوختن آن شود. از این رو، به قطعاتی نیاز است که علاوه بر شناسایی محدوده تغییراتی که در جریان برق رخ می‌دهد، بتوانند در صورت نیاز جریان را قطع و وصل هم بکنند. این کار، سبب افزایش سرعت کار کردن خود دستگاه برقی نیز خواهد شد. به صورت معمول یکی از قطعات محافظت کننده همان کلید حرارتی است.  

کلید حرارتی چیست؟ 

یکی از قطعات بسیار مهمی که در وسایل برقی و الکتریکی به عنوان یک قطعه محافظت کننده مورد استفاده قرار می‌گیرد، کلید حرارتی است. کلید حرارتی به صورت کلی از فیوز و بی متال طراحی و ساخته می‌شود و با استفاده از آن می توان از موتور در برابر اتصال کوتاه و اضافه بار به به صورت کاملا هم زمان مراقبت کرد. کلیدهای حرارتی عملکرد بسیار جالبی دارند، بدین صورت که اگر جریان برق بیش از حد بالا برود و به نوعی اضافه بار به وجود بیاید، این کلیدها الکتروموتور را از منبع ورودی جدا خواهند کرد.
کلید حرارتی جزء قطعات محافظتی محسوب می‌شود و به همراه تجهیزات جانبی می‌تواند در مدار فرمان مورد استفاده قرار بگیرد.  این کلید مهم و حیاتی، از سه جزء زیر تشکیل خواهد شد: 

• فیوز مینیاتوری
• کلید
• بی متال 

نکته بسیار مهمی که باید بدانید، این است که از کلید حرارتی تحت عنوان MPCB نیز یاد می‌شود و مخفف کلمه لاتین است که به معنای مدار قطع کنو  حافظت کننده از موتور می باشد. از جمله کاربرد های کلید حرارتی می توان به موارد مهم زیر اشاره داشت:

• قابلیت قطع زیر بار 
• روشن و خاموش کردن موتور
• نقش ایمنی و حفاظت از موتور وسایل برقی و ...

ساختار کلید حرارتی

ممکن است این سوال برای شما عزیزان به وجود بیاید که ساختار کلید حرارتی به چه صورت است؟ برای پاسخ به این سوال باید اشاره داشت که کلید حرارتی از دو فلز با جنس‌های مختلف طراحی و ساخته شده است. این دو فلز دارای ضریب انبساط متفاوتی هستند و بر روی یک سطح به صورت کامل با یک دیگر جوش خورده‌اند. همان گونه که در بخش نیز اشاره کرده‌ایم، در ساخت این کلید از بی متال نیز استفاده شده است. این بی متال یک عنصر دو فلزی به شمار می‌آید که در زمان افزایش حرارتی که به دستگاه وارد می‌شود، فلزی که ضریب انبساط بیشتری دارد، به سمت فلزی که ضریب انبساط کمتری دارد، خم خواهد شد. این خم شدن نیز به صورت موقتی بوده و فلزات پس از سرد شدن کامل، به حالت اولیه خود باز خواهند گشت و بی متال شبیه به شکل اولیه خود می‌گردد. 
با توجه به مواردی که ذکر شدن، در این شرایط، تماس الکتریکی در یک سمت از این تیغه به وجود خواهد آمد. اگر دمای جریان عبوری از تیغه مورد نظر، به میزان مشخصی بالاتر برود، این تیغه ها گرم شده و انبساط درون آن‌ها رخ می‌دهد. کلید حرارتی نیز با توجه به اسمی که دارد، یک کلید حساس به گرما و حرارت است که بر اساس بی متال طراحی و ساخته می‌شود. زمانی که دما بیش از حد بالا برود، کلیدهای حرارتی وارد عمل خواهند شد و از موتور در برابر نوسانات جریان برق محافظت خواهند کرد. از جمله نکات بسیار مهمی که در خصوص این کلیدها باید بدانید، به شرح زیر است: 
•    کلید های حرارتی در صنعت برق  کاربردهای فراوانی دارند. 
•    در صنعت برق، کلیدهای حرارتی به نوعی رله کنترل باز به شمار می‌آیند.
•    این کلیدها به صورت سری در مدار قرار خواهند گرفت. 
•    قرار گرفتن سری در مدار، میزان حفاظت از موتور در برابر اضافه بار را افزایش خواهد داد.

عملکرد کلید حرارتی به چه صورت است؟ 

زمانی که جریان برق از دستگاه عبور می‌شود، انرژی آن به صورت گرما نیز در کل دستگاه پخش خواهد شد. حال با افزایش جریان، دما و حرارت نیز افزایش خواهد یافت. ویژگی‌های فلز استفاده شده در ساخت کلید حرارتی باعث می‌شود، زمانی که دما بیش از حد افزایش یابد (جریان بیش از حد مجاز به دستگاه وارد شود) هر دو فلز به کار رفته در آن منبسط خواهند شد. این دو فلز که دو فلز نا هم جنس هستند، ضریب انبساط متفاوتی داشته و این موضوع بدان معناست که در برابر گرما یکی بیش از دیگری منبسط خواهد شد. در این صورت است که با افزایش دما، فلزی که ضریب انبساط بیشتری دارد به سمت فلز با ضریب انبساط کمتر خم بشود. 
زمانی که این فرآیند در مدار رخ بدهد و در آن مدار از کلید حرارتی استفاده شده باشد، کلید به صورت مستقیم یا با استفاده از کمک اهرم‌ها، جریان را از مدار قطع خواهد کرد. اگر ساختار یک کلید حرارتی را به دقت بررسی کنید به این نتیجه می‌رسید که: 
•    دو آهن ربا در قسمت پایین و بالای تیغه ها قرار داده شده است. 
•    وجود این آهن رباها در ساختار کلید حرارتی باعث می‌شئذ تا از بروز جرقه و سوختگی در محل اتصالات جلوگیری به عمل آید. 

کاربردهای بسیار مهم کلید حرارتی

همان گونه که در بخش‌های قبل اذعان داشته‌ایم، کلید حرارتی از جمله وسایلی است که در صنعت برق کاربردهای بسیاری دارد و با استفاده از آن می‌توان از دستگاه ها در برابر افزایش جریان، محافظت کرد. کلیدهای حرارتی موجود در بازار دارای انواع مختلفی هستند و هر یک از انواع هم ویژگی های خاص خود را دارند. از جمله کاربردهای بسیار مهم کلید حرارتی، می‌توان به موارد مهم زیر اشاره داشت: 
•    کلید زنی مدارات موتوری یکی از کاربردها و مزایای بسیار مهم کلید حرارتی است. 
•    حفاظت قابل تنظیم شدن برای وجود اضافه بار مغناطیسی و همچنین اضافه بار حرارتی 
•    کلید حرارتی از الکترو موتور در برابر خطراتی مانند خطاهای الکتریکی محافظت می نماید و به این ترتیب ایمنی را برای سالم ماندن الکترو موتور افزایش خواهد داد. 
•    کلید حرارتی با ایجاد تأخیر حرارتی به هنگام روشن شدن موتور از داغ شدن آن در نتیجه اثر اضافه بار جلوگیری خواهند کرد. 
با توجه به تمام کاربردها و مزیت‌هایی که در خصوص کلید حرارتی ذکر شده است، برخی از کلیدهای حرارتی نسبت به اسایر کلیدهای دیگر، ویژگی‌ها و مزیت‌های بسیار مختلفی دارند به همین دلیل باعث می‌شوند که در مقایسه با دیگر انواع بهتر و برتر باشند.
ممکن است این سوال برای شما به وجود بیاید که کلید حرارتی خوب و مناسب چه نوع کلیدی است؟ برای پاسخ به این سوال باید اشاره شود که کلید حرارتی مناسب، کلیدی است که دارای قابلیت اضافه کردن تجهیزات جانبی باشد! کلید حرارتی که با کیفیت خوب و کافی تولید می‌شود، برای تست از یک دکمه برخوردار است که می‌توان از آن برای سالم بودن قطعه مطمئن شد. به صورت کلی تمامی مواردی که در زیر به آن‌ها اشاره می‌کنیم، از جمله خصوصیات یک کلید حرارتی خوب به شمار می‌آیند: 
•    وجود شستی قطع برق 0 و 1 
•    برخورداری از قابلیت تنظیم بازه جریان مجاز 
•    برخورداری از کلید دواری که با استفاده از آن می توان جریان مناسب و مورد نیاز را تنظیم کرد.  

تفاوت کلید حرارتی و بی متال

در این مقاله توضیح داده‌ایم که در ساختار کلید حرارتی از بی متال نیز استفاده شده است. بنابراین ممکن است بپرسید که تفاوت کلید حرارتی با بی متال در چیست؟! در زیر تفاوت‌های بسیار مهم این دو قطعه را توضیح داده‌ایم: 
•    از کلید حرارتی برای قطع و وصل کردن مدار قدرت استفاده خواهد شد. این در حالی است که بی متال تنها قابلیت قطع کردن مدار را دارا می باشد. 
•    در خصوص نحوه عملکرد بی متال باید ذکر شود که با استفاده از تیغه بسته بی متال که در مسیر بوبین کنتاکتور قرار دارد می توان در صورت بروز هر گونه خطا و مشکل مدار را قطع کرد. 
•    کاربرد کلید حرارتی در برابر خطای جریان حرارتی یعنی همان اضافه بار و همچنین در برابر خطای جریان مغناطیسی یعنی اتصال کوتاه است.
•    بی متلل تنها در یک حالت و آن هم در برابر خطای جریان حرارتی که به واسطه داغ شدن موتور ایجاد می شود، قادر به انجام واکنش در مدار خواهد بود. 
•    کلید حرارتی بر روی خود کلید شاسی قطع و وصل دارد، اما بی متال از این قابلیت برخوردار نیست.
•    محل قرار گیری کلید حرارتی به عنوان یک بریکر در ابتدای خط تغذیه و قبل از کنتاکتور است، اما بی متال بر روی مدار فرمان عمل کرده و بعد از کنتاکتور قرار می گیرد. 

سخن پایانی

در این مطلب سعی شد تا به بررسی بی متال بپردازیم و اطلاعاتی را درباره این قطعه محافظتی در اختیار شما عزیزان قرار دهیم. شما نیز می‌توانید برای کسب اطلاعات بیشتر به وب سایت ما مراجعه کرده و با کارشناسان و مشاوران در خصوص این قطعه مشورت نمایید. 

سوالات متداول

• ایا کلید حرارتی معایب دارد؟ 

خیر تاکنون هیچ گزارشی از معایب این قطعه تهیه نشده است. 

• کلید حرارتی از چه قسمت هایی تشکیل شده است؟ 

شستی‌های قطع و وصل کلید حرارتی، کلید تست (برای تست سالم بودن)،، ترمینال‌های اتصال به کابل موتور، ترمینال‌های اتصال برق ورودی، پیچ تنظیم جریان 

• مهم ترین تفاوت کلید حرارتی و بی متال چیست؟ 

بی‌متال، مدار فرمان را قطع می‌کند، اما کلید حرارتی، به طور مستقیم، سه فاز مدار قدرت را قطع می‌کند تا الکتروموتور خاموش شود