بیمتال یک تجهیز حفاظتی الکترومکانیکی است که سری در مدار قدرت قرار میگیرد و با پایش مداوم جریان عبوری، از موتور در برابر «اضافه بار تدریجی» محافظت میکند. این تجهیز معمولاً مستقیماً به خروجی کنتاکتور کوپل میشود تا در صورت بروز خطا، فرمان قطع را به مدار فرمان کنتاکتور ارسال کند. در این دانشنامه مرجع از مجله تخصصی ادبینو، به کالبدشکافی ساختار متالورژیکی بیمتال، فیزیک عملکرد آن، تفاوت بنیادینش با کلیدهای حرارتی و اصول تنظیم جریان آن در بازار اتوماسیون ایران میپردازیم.
توضیح عمیق: کالبدشکافی فیزیکی و مکانیسم متالورژیکی عملکرد بی متال
نام «بیمتال» به تنهایی گویای راز مهندسی این قطعه است؛ “بی” به معنای دو و “متال” به معنای فلز. قلب تپنده این تجهیز از دو نوار فلزی غیرهمجنس (معمولاً آهن و برنج یا مس و روی) ساخته شده است که با پرس حرارتی شدید کاملاً به یکدیگر چسبیدهاند. ویژگی کلیدی این دو فلز این است که ضریب انبساط طولی (گرمایی) کاملاً متفاوتی دارند.
وقتی جریان الکتریکی مدار از درون هادیهای مجاور این دو نوار فلزی عبور میکند، حرارت ایجاد میشود. تا زمانی که جریان در محدوده نامی و مجاز موتور باشد، حرارت تولیدشده طبیعی است و نوارها تغییر شکل نمیدهند. اما به محض بروز اضافه بار، جریان افزایش یافته و حرارت شدیدی تولید میشود. به دلیل اختلاف در ضریب انبساط، یکی از فلزات بیشتر از دیگری منبسط میشود؛ این امر باعث میگردد که زوج نوار فلزی به یک سمت خم شود. این خم شدن فیزیکی، به اهرم داخلی بیمتال فشار آورده و کنتاکتهای فرمان داخلی آن را تغییر وضعیت میدهد.
کالبدشکافی ترمینالها و مکانیزم دکمههای روی بیمتال
- ترمینالهای قدرت ورودی و خروجی: ورودیهای قدرت بیمتال به صورت شاخههای مسی مستقیماً به خروجی کنتاکتور (ترمینالهای T1, T2, T3) وصل میشوند و خروجیهای آن به کابلهای موتور متصل میگردند.
- کنتاکتهای فرمان (۹۵-۹۶ و ۹۷-۹۸): کنتاکت بسته (۹۵-۹۶ NC) در مسیر بوبین کنتاکتور قرار میگیرد تا هنگام فالت، مدار فرمان را قطع کند. کنتاکت باز (۹۷-۹۸ NO) نیز برای روشن کردن چراغ سیگنال خطا یا ارسال فالت به PLC استفاده میشود.
- ولوم تنظیم جریان (Current Setting): یک پیچ چرخشی روی بدنه وجود دارد که به مهندس برق اجازه میدهد جریان عملکرد بیمتال را دقیقاً برابر با جریان نامی موتور (تنظیم شده روی پلاک موتور) قرار دهد.
- شستیهای Reset و Test: دکمه قرمز رنگ (Stop/Test) برای آزمایش دستی قطع مدار فرمان است و دکمه آبی یا سبز رنگ (Reset) برای بازگرداندن تیغهها به حالت عادی پس از سرد شدن فلزات تعبیه شده است. این دکمه را میتوان روی حالت دستی (Manual) یا اتوماتیک (Auto) تنظیم کرد.
جدول مقایسه: تفاوت کلیدی بیمتال (رله حرارتی) و کلید حرارتی (MPCB)
یکی از رایجترین چالشها در طراحی تابلو برق، انتخاب بین ترکیب “کنتاکتور + بیمتال” یا استفاده از “کلید حرارتی” است. جدول مهندسی زیر تفاوتهای ساختاری این دو تجهیز را آشکار میکند:
| شاخص حفاظتی و ساختاری | رله حرارتی بی متال (Bimetal) | کلید حرارتی (MPCB) |
|---|---|---|
| نوع حفاظت الکتریکی | صرفاً حفاظت در برابر اضافه بار (حرارتی). در برابر اتصال کوتاه هیچ دفاعی ندارد. | حفاظت دوبل؛ هم در برابر اضافه بار (حرارتی) و هم در برابر اتصال کوتاه (مغناطیسی). |
| مکانیزم قطع مدار قدرت | فاقد کلید قطع مدار قدرت است؛ برای قطع جریان باید حتماً به کنتاکتور فرمان بدهد. | به طور مستقیم پلاتینهای مدار قدرت را قطع کرده و نیازی به قطعه جانبی ندارد. |
| نحوه نصب در تابلو | باید حتماً به زیر یک کنتاکتور متصل و کوپل شود (به تنهایی کاربرد ندارد). | به صورت مستقل روی ریل DIN نصب میشود و میتواند قبل از کنتاکتور قرار گیرد. |
| جایگاه اقتصادی پروژه | قیمت بسیار ارزانتر و اقتصادیتر نسبت به کلیدهای حرارتی. | قیمت بالاتر به دلیل مدارات پیشرفته مغناطیسی و ساختار مستقل کلیدزنی. |
گراف فرآیند: پروتکل ریشهیابی و رفع خطاهای سیستم حفاظتی بیمتال
بیمتالها تجهیزات بسیار حساسی هستند که عدم تنظیم دقیق یا بروز اشکال در آنها میتواند منجر به توقف خط تولید یا سوختن موتور شود. گراف راستچین زیر مسیر عیبیابی سریع این قطعه را نشان میدهد:
تیغههای داخلی هنوز داغ هستند و انحراف فیزیکی فلزات از بین نرفته است
◀
صبر کنید تا بدنه خنک شود (حدود ۵ تا ۱۰ دقیقه) سپس دکمه آبی Reset را فشار دهید
تنظیم جریان ولوم کمتر از جریان نامی واقعی موتور است یا اتصال شل در ترمینالها حرارت کاذب ایجاد میکند
◀
آچارکشی پیچهای ترمینال قدرت و کالیبره کردن ولوم جریان با آمپرمتر کلمپی
وقوع اتصال کوتاه شدید که خارج از توان عملکرد بیمتال بوده، یا جریان روی عدد بسیار بالایی قفل شده بود
◀
نصب فیوزهای کاردی (AM) قبل از کنتاکتور و تعویض بیمتال آسیبدیده با رنج آمپراژ استاندارد
سوالات متداول کاربران درباره رله حرارتی بیمتال
۱. چرا نباید از بیمتال به عنوان تنها وسیله حفاظتی موتور استفاده کرد؟
چون بیمتال یک تجهیز کند است و بر اساس تجمع حرارت کار میکند. اگر در مدار یک اتصال کوتاه شدید (برخورد فاز به فاز یا فاز به زمین) رخ دهد، جریان ناگهان صدها برابر میشود؛ بیمتال قبل از اینکه فرصت خم شدن پیدا کند، خودش ذوب میشود! بنابراین حتماً باید قبل از مدار، فیوز ذوب شونده (فیوز کاردی) یا کلید اتوماتیک برای حفاظت مغناطیسی تعبیه شود.
۲. سیستم جبرانساز دمای محیط (Ambient Temperature Compensation) در بیمتال چیست؟
از آنجا که مبنای کار بیمتال حرارت است، اگر تابلو برق در یک محیط بسیار داغ (مثل جنوب ایران در تابستان) قرار گیرد، هوای داغ محیط میتواند باعث انحراف تیغهها و فالت کاذب شود. بیمتالهای مدرن و استاندارد صنعتی مجهز به یک تیغه بیمتال کمکیِ بدون جریان هستند که تغییرات دمای محیط را خنثی کرده و اجازه میدهد دستگاه فقط به حرارت ناشی از جریان واقعی موتور واکنش نشان دهد.
۳. معتبرترین برندهای بیمتال در بازار برق صنعتی ایران کدامند؟
بیشک برند فرانسوی اشنایدر الکتریک (Schneider) سری LRD محبوبترین و باکیفیتترین بیمتال بازار است که با کنتاکتورهای سری D اشنایدر کاملاً همخوانی فیزیکی دارد. در ردههای بعدی، برندهای کرهای هیوندای (Hyundai) و LS به همراه برند چینی باکیفیت چنت (Chint) سهم بسیار بالایی از تابلوهای توزیع و فرمان ایران را به خود اختصاص دادهاند.
نتیجهگیری و چکلیست طلایی مهندسی برای خرید رله حرارتی بی متال
بیمتالها اقتصادیترین و مطمئنترین سپر دفاعی حرارتی موتورها در مقابل اضافه بار هستند. برای یک خرید مهندسی و بدون نقص، رعایت سه اصل کلیدی الزامی است: اول، رنج آمپراژ بیمتال باید به گونهای انتخاب شود که جریان نامی موتور دقیقاً در اواسط رنج ولوم آن قرار گیرد؛ دوم، فریم و برند بیمتال باید کاملاً با کنتاکتور بالادستی همخوانی داشته باشد تا شاخههای مسی بدون فشار مکانیکی کوپل شوند؛ و سوم، پس از هر فالت حرارتی، تا خنک شدن کامل دستگاه و ریشهیابی عیب مکانیکی موتور، از استارت مجدد سیستم خودداری فرمایید.
پلتفرم تخصصی ادبینو به عنوان جامعترین بانک اطلاعات صنعتی، مرجع مقالات فنی و بازارگاه آنلاین بیواسطه صنعت برق و اتوماسیون ایران، بستری کاملاً شفاف را برای ارتباط میان تامینکنندگان دست اول تابلویی، بازرگانان زنجیره تامین و مهندسان گرامی فراهم کرده است. شما میتوانید جهت استعلام قیمت روز، دسترسی به برگه اطلاعات فنی و خرید انواع بیمتالهای اشنایدر، هیوندای، ال اس و چنت در تمامی رنجهای آمپری، به بخش بازارگاه تخصصی تجهیزات فشار ضعیف و حفاظتی در پلتفرم ادبینو مراجعه فرمایید.
هماکنون هزاران مهندس و خریدار صنعتی در حال معامله در ادبینو هستند. جایگاه کسبوکار یا محصول شما در این بازار کجاست؟ فرصت را از دست ندهید و همین حالا اقدام کنید:
