کلید حرارتی چیست؟
مقدمه — چرا کلید حرارتی (MPCB) مهم است و چرا باید جدی گرفته شود
کلید حرارتی یا MPCB (Motor Protection Circuit Breaker) یک قطعه محافظتی در تابلوهای برق صنعتی است که وظیفه اش ساده و حیاتی است. جلوگیری از آسیب دیدن الکتروموتور و سیم کشی هنگام وقوع اضافه بار، اتصال کوتاه یا شرایط غیرعادی راهاندازی. اگر از محافظت موتورها غافل شوی هزینه تعمیر موتور، تعویض سیمپیچ و توقف خط تولید خیلی زودتر از آنچه فکر میکنی سراغت میآید، این حرف تلخ اما واقعی است.
کلید حرارتی (MPCB) چیست؟
کلید حرارتی یا MPCB مخفف Motor Protection Circuit Breaker است. یعنی «قطعکننده مدار مخصوص حفاظت موتور». این قطعه فقط یک کلید ساده برای قطع و وصل نیست ترکیبی از حفاظت حرارتی + حفاظت مغناطیسی + سوئیچ دستی در یک دستگاه واحد است.
به زبان ساده:
اگر موتور شما تحت فشار بیشتر از ظرفیتش کار کند بخش حرارتی وارد عمل میشود.
اگر اتصال کوتاه رخ دهد بخش مغناطیسی ضربه ای و سریع مدار را قطع میکند.
اگر اپراتور بخواهد مدار را خاموش/روشن کند کلید مکانیکی انجامش میدهد.
پس MPCB سه مسئولیت همزمان دارد:
✅ جلوگیری از سوختن سیم پیچ موتور در حالت اضافه بار
✅ قطع فوری در اتصال کوتاه (Short Circuit)
✅ امکان قطع و وصل دستی مدار
این یعنی شما به جای استفاده از فیوز + بیمتال + کلید دستی، میتوانی فقط یک کلید حرارتی بگذاری و هر سه وظیفه را یکجا داشته باشی.
چرا اسمش حرارتی است؟
حفاظت اضافه بار توسط یک بیمتال حرارتی انجام میشود. وقتی جریان عبوری از موتور از مقدار نامی بیشتر میشود بیمتال با افزایش دما خم میشود و پس از چند ثانیه بسته به میزان اضافه بار مدار را قطع میکند.
برای اتصال کوتاه بخش حرارتی کافی نیست. اتصال کوتاه جریانهای هزار آمپر و حتی بیشتر ایجاد میکند اگر فقط بخش حرارتی باشد قبل از اینکه گرم شود سیمپیچ موتور میسوزد. به همین دلیل درون MPCB یک بخش مغناطیسی با مکانیزم ضربه ای قرار دارد که با افزایش ناگهانی جریان فوری تریپ میدهد.
بنابراین نام کامل تر این تجهیز، کلید حرارتی مغناطیسی است.
عملکرد محافظتی به زبان دقیق تر
- اضافه بار: تشخیص زماندار (جریان بالاتر از جریان نامی معمولاً 1.05 تا 1.2 برابر با تأخیر مشخص)
- اتصال کوتاه: تشخیص لحظه ای (جریان چندین برابر جریان نامی واکنش سریع زیر چند میلیثانیه)
بزرگترین اشتباه در مورد MPCB
خیلیها فکر میکنند کلید حرارتی فقط یک محافظ ساده مثل بیمتال است. اشتباه.
بیمتال فقط اضافه بار را تشخیص میدهد ولی MPCB حفاظت کامل تر ارائه میدهد.
| تجهیز | حفاظت اضافه بار | حفاظت اتصال کوتاه | قابلیت قطع دستی |
|---|---|---|---|
| فیوز | ❌ | ✅ | ❌ |
| بیمتال | ✅ | ❌ | ❌ |
| کلید حرارتی (MPCB) | ✅ | ✅ | ✅ |
به همین دلیل در تابلوهای صنعتی استاندارد وقتی موتور داریم بهترین انتخاب در ۹۰٪ مواقع همین کلیدهای حرارتی هستند.
محدوده جریان
MPCB ها معمولاً رنجهای قابل تنظیم دارند. مثال:
- 1-0.63 A
- 1.6-1 A
- 2.5-1.6 A
- 4-2.5 A
- 6.3-4 A
- 10-6 A
- 16-10 A
- …
این قابلیت تنظیم یعنی میتوان برای موتورهای مختلف فقط با یک رنج مقدار دقیق جریان را مطابق پلاک موتور تنظیم کرد.
استانداردها
کلیدهای حرارتی طبق استانداردهای زیر ساخته میشوند:
- IEC 60947-2
- IEC 60947-4-1
اگر مشتری صنعتی حرفهای طرفت باشد، ذکر استاندارد برایش امتیاز اعتماد است.
(در بخش انتخاب مناسب، توضیح میدهم چطور با نگاه به این استانداردها ظرفیت قطع اتصال کوتاه و کلاس تریپ را بررسی کنیم.)
نحوه عملکرد کلید حرارتی (MPCB)
کلید حرارتی ترکیبی از سه مکانیزم در یک بدنه واحد است:
- مکانیزم حرارتی : تشخیص و قطع در برابر اضافه بار
- مکانیزم مغناطیسی : قطع لحظه ای در اتصال کوتاه
- مکانیزم مکانیکی دستی : قطع و وصل مدار با شستی
هر کدام را جداگانه و دقیق توضیح میدهیم.
✅ 1. بخش حرارتی – حفاظت در برابر اضافه بار
اضافه بار یعنی موتور بیشتر از توان و جریان نامی خودش تحت فشار قرار میگیرد.
علتها معمولاً این هاست:
- سنگین شدن بار مکانیکی
- گیرپاژ جزئی محور
- افزایش دمای محیط
- خرابی بلبرینگ ها
- کار مداوم بالاتر از ظرفیت
در این حالت جریان موتور آرام ولی پایدار بالا می رود.
MPCB برای این حالت یک حسگر حرارتی بیمتالی دارد.
مکانیزم دقیقش:
- داخل کلید یک نوار بیمتال وجود دارد (دو فلز با ضریب انبساط متفاوت)
- وقتی جریان بیش از حد از آن عبور میکند نوار گرم میشود
- دو فلز متفاوت با سرعتهای مختلف منبسط میشوند
- نوار خم میشود و به اهرم قطع ضربه میزند
- مدار با تأخیر قطع میشود
این تأخیر کاملاً حساب شده است.
چرا؟ چون موتور هنگام استارت جریان تند دارد (۵ تا ۷ برابر جریان نامی).
اگر MPCB بدون تأخیر بود هر بار که موتور روشن میشد قطع میکرد!
پس این بخش طوری طراحی شده که:
- جریان کمی بالاتر از جریان نامی : چند ثانیه بعد قطع میکند.
- جریان خیلی بالاتر : زودتر قطع میکند.
- جریان اسمی :هیچ واکنشی نشان نمی دهد.
نکته مهم برای پروژهها
وقتی جریان را روی MPCB تنظیم میکنی باید دقیق روی جریان پلاک موتور باشد نه بیشتر.
اگر بیشتر بگذاری عملاً حفاظت بیمعنی میشود.
اگر کمتر بگذاری موتور در استارتهای سنگین بیخود قطع میکند.
✅ 2. بخش مغناطیسی – حفاظت در برابر اتصال کوتاه
اتصال کوتاه شوخی ندارد در کمتر از یک ثانیه میتواند سیم پیچ موتور را کامل بسوزاند یا کل کابل را داغ کند.
در MPCB یک سیم پیچ مغناطیسی ضربه ای وجود دارد.
مکانیزم ساده و دقیقش:
- وقتی جریان ناگهان چند برابر نامی میشود (۱۰، ۲۰ یا بیشتر)
- میدان مغناطیسی سیم پیچ قوی میشود
- یک هسته متحرک به سمت بالا پرتاب میشود
- اهرم قطع را آزاد میکند
- کلید فوری قطع میکند در حد چند میلیثانیه
این بخش هیچ تأخیری ندارد.
یعنی حتی اگر کلید روی 10A تنظیم باشد و یک اتصال کوتاه 500A اتفاق بیفتد قبل از اینکه بیمتال گرم شود بخش مغناطیسی عمل میکند.
به همین دلیل است که MPCB جایگزین مطمئنتری نسبت به فیوز است.
✅ 3. مکانیزم قطع و وصل دستی
اکثر کلیدهای حرارتی سه حالت دارند:
- ON : وصل مدار
- TRIP : قطع به دلیل خطا
- OFF : قطع دستی
وقتی خطا رخ میدهد دسته کلید در حالت TRIP توقف میکند نه OFF.
این تفاوت مهم است چون به تکنسین نشان میدهد مدار به دلیل خطا قطع شده نه با دست.
برای ریست کردن:
- باید دسته را کامل تا OFF پایین بدهی
- سپس به ON ببری
این کار باعث میشود مکانیزم تریپ داخلی مجدداً آماده شود.
✅ چرا MPCB از فیوز بهتر است؟
- فیوز یکبار مصرف است بلافاصله باید تعویض شود
- MCPB ریست میشود توقف خط تولید کوتاه تر میشود
- فیوز اتصال کوتاه را قطع میکند ولی اضافه بار را نمیفهمد
- MPCB هر دو را دارد
- فیوز نمیتواند جریان راهاندازی موتور را تشخیص دهد ممکن است اشتباهی بسوزد
به همین دلیل در اکثر استانداردهای صنعتی برای حفاظت موتور فیوز توصیه نمیشود مگر همراه تجهیزات کمکی.
✅ نکته ای که اغلب اشتباه گرفته میشود
بعضیها فکر میکنند چون MPCB حفاظت اتصال کوتاه دارد دیگر به فیوز نیاز نیست.
در تابلوهای صنعتی سبک درست است.
اما در خطوط بزرگ یا شبکه هایی با توان اتصال کوتاه بالا ظرفیت قطع MPCB ممکن است کافی نباشد و نیاز به کلید قدرت upstream یا فیوز NH باشد.
این را در بخش انتخاب مناسب کامل باز میکنم.
اجزای اصلی کلید حرارتی (MPCB) و نقش هر کدام
کلید حرارتی فقط یک کلید قطع و وصل ساده نیست؛ داخلش چند مجموعه مکانیکی حرارتی و مغناطیسی دقیق کنار هم کار میکنند. اگر این اجزا را بشناسی در انتخاب، تنظیم و عیبیابی اشتباه نمیکنی.
در ادامه مهمترین قسمتها را دقیق و کاربردی توضیح میدهیم.
✅ 1. دسته یا شستی قطع و وصل (Operating Handle)
- برای روشن و خاموش کردن دستی مدار
- سه وضعیت دارد: ON / OFF / TRIP
- در حالت TRIP دسته وسط میایستد تا مشخص شود خطا رخ داده
- در پروژههای صنعتی برای قفلگذاری (Lockout/tagout) سوراخ مخصوص دارد تا هنگام تعمیر اپراتور نتواند مدار را دوباره وصل کند
✅ 2. واحد حرارتی (Thermal Trip Unit – Bi-Metal Assembly)
وظیفه اش حفاظت در برابر اضافه بار است.
اجزاء:
- نوار بیمتال
- اهرم تریپ
عملکرد:
وقتی جریان بیشتر از مقدار تنظیم شده باشد نوار به تدریج خم شده و کلید را قطع میکند.
چرا مهم است؟
- اگر جریان روی مقدار غلط تنظیم شود حفاظت واقعی از بین میرود
- در موتورهای صنایع مختلف که بار مکانیکی تغییر میکند تنظیم دقیق حیاتی است
✅ 3. واحد مغناطیسی (Magnetic Trip Unit)
حفاظت لحظه ای در برابر اتصال کوتاه.
اجزاء:
- سیمپیچ مغناطیسی
- پیستون یا هسته متحرک
- مکانیزم ضربه ای
وقتی جریان ناگهانی چند برابر شود پیستون پرتاب میشود و کلید فوراً قطع میکند.
سرعت عملکرد میلیثانیهای است.
✅ 4. کنتاکتهای اصلی (Main Contacts)
همان مسیر عبور جریان هستند.
- باید تحمل جریان نامی را داشته باشند
- در لحظه قطع اتصال کوتاه قوس الکتریکی روی آنها تشکیل میشود
- به همین دلیل کنارشان سیستم خاموشکننده قوس وجود دارد
نکته مهم
کنتاکتهای معیوب باعث داغ شدن کلید و افت ولتاژ روی موتور میشوند. در تابلوهای صنعتی اگر بوی سوختگی یا سیاهی روی کلید دیدی احتمالاً مشکل از همین بخش است.
✅ 5. محفظه خاموشکننده قوس (Arc Chute)
وقتی کلید در حالت اتصال کوتاه قطع میکند قوس شدید بین تیغهها تشکیل میشود.
این محفظه قوس را به چند قوس کوچک تر تقسیم میکند تا سریع خاموش شود.
اگر این بخش نباشد:
- کنتاکتها میسوزند
- کلید نمیتواند قطع سریع انجام دهد
- امکان آتش سوزی وجود دارد
✅ 6. پیچ تنظیم جریان (Current Setting Dial / Adjustment Knob)
این یکی از مهمترین قسمتهاست.
- رنج جریان معمولاً روی بدنه نوشته شده (مثلاً 6–A10)
- پیچ تنظیم تعیین میکند بیمتال روی چه جریانی قطع کند
- معمولاً عدد روی پیچ به جریان نامی موتور روی پلاک تنظیم میشود
اگر تنظیم اشتباه باشد:
| اشتباه | نتیجه |
|---|---|
| تنظیم بالاتر از جریان موتور | حفاظت انجام نمیشود و موتور میسوزد |
| تنظیم پایینتر | موتور در شرایط عادی قطع میکند اپراتورها عصبی میشوند و اشتباه پیچ را زیاد میکنند |
✅ 7. تیغههای کمکی (Auxiliary Contacts – NO/NC)
این تیغه ها برای فرمان و سیستمهای کنترلی هستند:
- وقتی کلید تریپ میکند از طریق تیغه کمکی فرمان قطع به کنتاکتور یا کنترل پنل میرسد
- میتوان به PLC یا سیستم مانیتورینگ وصل کرد تا خطا ثبت شود
- در پروژههای صنعتی استفاده از آنها استاندارد است
اگر این تیغهها نباشند ممکن است موتور قطع شود ولی اپراتور بفهمد چرا خاموش شده.
✅ 8. محل نصب روی ریل (DIN Rail Mounting)
اغلب کلیدهای حرارتی روی ریل نصب میشوند.
این باعث:
- نصب سریع
- تعویض راحت
- تعمیر بدون پیچکاری زیاد
در تابلوهای صنعتی اگر بار مکانیکی روی کلید زیاد باشد و ریل استاندارد نباشد لرزش باعث داغی کنتاکت و اتصالی میشود و این مسئله بارها دیده شده.
✅ 9. محل اتصال ورودی و خروجی
- ورودی معمولاً از کلید اصلی یا فیوز میآید.
- خروجی به کنتاکتور وصل میشود.
در نصبهای اشتباه بعضی تکنسینها کلید حرارتی را بعد از کنتاکتور میگذارند که غلط است.
MPCB باید قبل از کنتاکتور باشد تا از کل مدار محافظت کند.
این نکته را در بخش نصب کامل باز میکنیم.
✅ 10. واحد تست یا دکمه تریپ
خیلی از مدلهای استاندارد یک دکمه Test دارند.
با فشار دادن کلید بدون وجود خطا تریپ میکند.
در تابلوهای حرفه ای هر چند وقت یکبار تست تریپ انجام میشود تا مطمئن شوند مکانیزم گیر نکرده.
تفاوت کلید حرارتی با بیمتال و فیوز – مقایسه واقعی نه تئوری
خیلیها کلید حرارتی، بیمتال و فیوز را یک چیز میدانند یا فکر میکنند هرکدام جای دیگری را کامل پر میکند. این اشتباه باعث سوختن موتور، خاموشی خط تولید و هزینههای الکی میشود. پس دقیق و مقایسه ای جلو میرویم.
✅ 1. مقایسه با بیمتال
بیمتال چیست؟
یک رله حرارتی که فقط اضافهبار را تشخیص میدهد؛ یعنی اگر موتور بیشتر از جریان اسمی برق بکشد، با تأخیر قطع میکند.
مشکل بیمتال
- هیچ حفاظتی در برابر اتصال کوتاه ندارد
- اگر در مدار اتصال کوتاه رخ دهد قبل از اینکه بیمتال گرم شود سیمپیچ موتور میسوزد
- به همین دلیل باید همراه فیوز یا کلید اتوماتیک استفاده شود
مزیت بیمتال
- تنظیم دقیق دارد
- مناسب برای حفاظت موتور در کنار کنتاکتور
پس چرا MPCB بهتر است؟
| ویژگی | بیمتال | کلید حرارتی |
|---|---|---|
| اضافه بار | ✅ | ✅ |
| اتصال کوتاه | ❌ | ✅ |
| قطع دستی | ❌ | ✅ |
| نیاز به فیوز کمکی | ✅ | ❌ |
| ریست راحت | نه همیشه | ✅ |
| ایمنی موتور | متوسط | بالا |
🔴 نتیجه:
اگر فقط بیمتال استفاده کنی هنوز موتور در برابر اتصال کوتاه بیدفاع است.
در استانداردهای صنعتی بیمتال به تنهایی برای حفاظت موتور کافی نیست.
✅ 2. مقایسه با فیوز
فیوز چه کار میکند؟
در جریانهای بسیار بالا المنت داخلش ذوب میشود و مدار را قطع میکند. یعنی فقط اتصال کوتاه را میفهمد.
مشکل فیوز
- اضافه بار را تشخیص نمیدهد
- هر بار که عمل کند باید تعویض شود
- در جریان راه اندازی موتور ممکن است بیدلیل بسوزد
- در موتورهای صنعتی مخصوصاً سردخانه و پمپها اصلاً انتخاب اقتصادی و پایدار نیست
مزیت فیوز
- سرعت قطع بالا در اتصال کوتاه
- در شبکههایی که قدرت اتصال کوتاه خیلی زیاد است استفاده میشود (مثلاً ورودی سافتاستارترها و اینورترهای بزرگ)
مقایسه مستقیم:
| ویژگی | فیوز | کلید حرارتی |
|---|---|---|
| اضافه بار | ❌ | ✅ |
| اتصال کوتاه | ✅ | ✅ |
| بار استارت موتور | مشکلساز | سازگار |
| مصرف بعد از قطع | باید تعویض شود | ریست میشود |
| هزینه توقف خط | زیاد | کم |
🔴 نتیجه:
فیوز برای حفاظت موتور به تنهایی مناسب نیست چون موتور بیشتر از اینکه با اتصال کوتاه بسوزد با اضافه بار و افزایش تدریجی حرارت آسیب میبیند این همان نقطه ای است که MPCB کار را درست انجام میدهد.
✅ 3. جایگزینی یک به چند
اگر کلید حرارتی بگذاری در واقع سه تا تجهیز را یکجا داری:
- بیمتال
- فیوز
- کلید قطع و وصل
این یعنی:
- فضای کمتر در تابلو برق
- سیمکشی ساده تر
- هزینه کمتر
- ایمنی بیشتر
✅ جمعبندی این بخش:
| تجهیز | اضافه بار | اتصال کوتاه | ریست بدون تعویض | مناسب موتور |
|---|---|---|---|---|
| فیوز | ❌ | ✅ | ❌ | ضعیف |
| بیمتال | ✅ | ❌ | ✅ | متوسط |
| کلید حرارتی (MPCB) | ✅ | ✅ | ✅ | عالی |
پس اگر موتور داری و دنبال حفاظت واقعی هستی MPCB انتخاب استاندارد صنعتی است.
معیارهای انتخاب کلید حرارتی (MPCB) — کاملاً عملی و عددی
این بخش جایی است که بیشتر تکنسینها و حتی بعضی مهندسا اشتباه میکنند.
اگر MPCB درست انتخاب نشود:
- موتور زود قطع میکند
- یا اصلاً حفاظت نمیشود
- یا در اتصال کوتاه کل تابلو آسیب میبیند
پس دقیق و مرحله به مرحله جلو میرویم.
✅ ۱. انتخاب جریان نامی بر اساس پلاک موتور
اولین معیار جریان نامی موتور است.
روی پلاک موتور معمولاً نوشته شده:
- Rated Current (In) یا F.L.A یا Full Load Current
- مثلاً 6.3A ، 12A ، 18A ، 25A و …
کلید حرارتی باید رنج تنظیمش طوری باشد که این عدد داخل محدوده باشد.
مثال:
| جریان موتور | رنج مناسب MPCB |
|---|---|
| 1.2A | 1–A1.6 |
| 3.2A | 2.5–A4 |
| 8A | 6–A10 |
| 12.5A | 10–A16 |
| 18A | 16–A25 |
| 32A | 25–A32 |
اگر موتوری 12A باشد و کلید 10–A16 بگذاری درست است.
ولی اگر کسی کلید 6–A10 بگذارد موتور در بارهای طبیعی هم قطع میکند.
✅ ۲. تنظیم جریان
بعد از انتخاب رنج پیچ تنظیم را دقیق روی جریان پلاک میگذاری.
نه بیشتر و نه کمتر.
مثال:
موتور: A7.3
رنج MPCB: 6–10A
تنظیم: دقیقاً روی 7.3 یا نزدیک ترین مقدار
اشتباه رایج:
- بعضی تکنسینها میگویند برای اینکه قطع نکند روی 10 میگذاریم
این یعنی حفاظت را کلاً تعطیل کردهاند.
✅ ۳. قدرت قطع اتصال کوتاه (Breaking Capacity – Icu/Ics)
این یکی از مهمترین بخشهاست.
روی بدنه MPCB ها معمولاً نوشته شده:
- 6kA
- 10kA
- 22kA
- 50kA
یعنی اگر اتصال کوتاه در مدار رخ دهد کلید تا این مقدار توانایی قطع ایمن دارد.
اگر شبکه قوی باشد و کلید ظرفیت کافی نداشته باشد:
- کلید منفجر میشود
- کنتاکتها جوش میکنند
- حتی احتمال آتشسوزی وجود دارد
مثال عملی:
- تابلوهای معمولی کارگاهی 6kA معمولاً کافی است
- کارخانههای صنعتی 10kA و بالاتر
- نزدیکی پستهای قدرت یا ترانسفورماتورهای بزرگ 22kA یا 50kA
اشتباه رایج:
خیلیها فقط جریان را نگاه میکنند ظرفیت قطع را نادیده میگیرند.
✅ ۴. کلاس تریپ حرارتی
بعضی MPCBها قابلیت تنظیم کلاس تریپ (زمان قطع در اضافه بار) دارند.
برای موتورهای عادی کلاس ۱۰ یا ۱۰A مناسب است.
برای موتورهایی با راهاندازی سنگین (پمپ، کمپرسور سردخانه)، کلاس ۲۰ بهتر جواب میدهد تا در استارت بیخودی قطع نکند.
✅ ۵. هماهنگی با کنتاکتور
MPCB معمولاً قبل از کنتاکتور نصب میشود.
پس جریان نامی کنتاکتور هم باید با رنج کلید همخوانی داشته باشد.
اگر کلید 25 آمپر باشد و کنتاکتور 9 آمپر اتصال کوتاه میتواند تیغه های کنتاکتور را نابود کند.
✅ ۶. ولتاژ کاری
روی بدنه کلید ولتاژ نوشته شده:
- AC-3 یا AC-1
- 380V / 400V / 415V
برای موتورهای سه فاز صنعتی باید مطمئن باشی کلید قابلیت کار در AC-3 را دارد.
AC-1 مخصوص بارهای مقاومتی است و برای موتور مناسب نیست.
✅ ۷. دمای محیط
اگر تابلو در فضای گرم موتورخانه یا کنار کمپرسور باشد دمای محیط بالاست.
در این شرایط MPCB زودتر از حد انتظار تریپ میکند.
راهحل:
- کلید را کمی بالاتر از جریان تنظیم کن (نه زیاد)
- یا از مدلهای با جبران حرارتی استفاده کن
✅ ۸. سازگاری با تجهیزات جانبی
اگر قصد داری:
- از راه دور قطع و وصل کنی
- وضعیت خطا را به PLC بفرستی
- حفاظت زمین (Earth Fault) اضافه کنی
- رله شنت یا رله آندرولتاژ نصب کنی
باید کلیدی انتخاب شود که ماژولهای جانبی را پشتیبانی کند.
برندهای حرفهای مثل Schneider، Siemens، ABB، Lovato این قابلیت را دارند.
✅ ۹. برند مهم است یا نه؟
برای مصرف خانگی فرقی نمیکند.
برای کاربرد صنعتی مهم است.
در موتورهای سردخانه، کمپرسورهای اسکرو و فنهای بزرگ برند ضعیف:
- دیر تریپ میکند
- تیغهها جوش میخورند
- گاهی حتی در اتصال کوتاه گیر میکنند
برندهای قابل اعتماد در صنعت:
- Schneider
- Siemens
- ABB
- Lovato
- Eaton
- LS (برای پروژههای اقتصادیتر)
✅ ۱۰. اشتباهات رایج در انتخاب
❌ انتخاب رنج بالاتر که قطع نکند
❌ نصب کلید بعد از کنتاکتور
❌ تنظیم روی آخرین عدد
❌ نادیده گرفتن قدرت قطع اتصال کوتاه
✅ نتیجه این بخش
برای موتور فقط جریان مهم نیست
هفت فاکتور دیگر اگر نادیده بگیری حفاظت واقعی وجود ندارد.
نصب صحیح کلید حرارتی و اشتباهاتی که باعث سوختن موتور میشود
خیلیها MPCB را درست انتخاب میکنند اما اشتباه نصب باعث می شود حفاظت واقعی انجام نشود. این بخش کاملاً کاربردی است.
✅ 1. محل قرارگیری در مدار
کلید حرارتی همیشه باید قبل از کنتاکتور قرار بگیرد.
ترتیب صحیح:
ورودی برق __ کلید حرارتی __ کنتاکتور __خروجی به موتور
✅ دلیل:
در زمان اتصال کوتاه باید اولین تجهیزی باشد که وارد عمل شود و کل مدار را قطع کند.
❌ اشتباه رایج:
قرار دادن MPCB بعد از کنتاکتور: یکی از دلیل ها این است که در صورت نیاز به تعویض کنتاکتور باید برق کلی تابلو برق قطع شود ولی اگر کلید حرارتی قبل از کنتاکتور باشد براحتی میتوان با قطع کردن کلید حرارتی اقدام به تعویض کنتاکتور نمود.
✅ 2. انتخاب سطح مقطع کابل مناسب
خیلیها MPCB را درست تنظیم میکنند اما کابل نمیتواند جریان تحمل کند.
مثلاً:
- موتور سه فاز 7.5 کیلووات جریان حدود 15 آمپر دارد.
- اگر کابل 2.5 برای فاصله 100 متری استفاده شود در حالت اضافه بار کلید عمل میکند اما کابل قبل از عمل کلید گرم میشود
✅ قاعده ساده برای فاصله 100 متری:
| جریان موتور | کابل مناسب |
|---|---|
| تا 10A | 2.5mm |
| 10–18A | 4mm |
| 18–30A | 6mm |
| 30–50A | 10mm |
اگر کابل ضعیف تر از جریان کلید باشد خطر آتشسوزی افزایش پیدا میکند.
✅ 3. تنظیم اشتباه جریان
موتور 10 آمپر است کلید روی 14 آمپر تنظیم میشود یعنی عملاً حفاظت وجود ندارد.
۵ نقطه مهم:
- جریان را دقیقاً روی جریان پلاک موتور بگذار
- اگر موتور در حالت استارت طولانی کار میکند 10% بالاتر قابل قبول است
- هرگز روی آخرین رنج تنظیم نکن
- اگر کابل ضعیفتر است تنظیم جریان باید بر اساس کابل باشد نه موتور
- در راهاندازی زیادِ on/off جریان را بالاتر نبرید
✅ مثال واقعی:
موتور 5.5kW و جریان 11A
تنظیم درست: 11 تا 12A
تنظیم غلط: 14A موتور در بارگیری گیرپاچ میکند و سیمپیچ میسوزد
✅ 4. اشتباه در انتخاب قدرت قطع (Icu)
خیلیها فقط به رنج جریان نگاه میکنند اما قدرت قطع مهم تر است.
قدرت قطع یعنی MPCB تا چند کیلوآمپر اتصال کوتاه را تحمل میکند و مدار را سالم قطع میکند.
اگر شبکه صنعتی باشد (ترانس قوی، برق سه فاز کارخانه، سردخانه و پمپهای بزرگ) جریان اتصال کوتاه میتواند خیلی بالاتر از 6kA باشد.
| قدرت قطع پیشنهاد شده |
|---|
| کارگاه و مغازه کوچک : حداقل 6kA |
| سردخانه، چاه، کارخانه : 10kA یا 15kA |
| تابلو اصلی و پمپهای قدرتی : 25kA یا بالاتر |
❌ اگر قدرت قطع پایین باشد در زمان اتصال کوتاه کلید خودش میسوزد و حتی ممکن است تابلو آتش بگیرد.
✅ 5. استفاده یا عدم استفاده از کنتاکتور
سؤال مهم: آیا میشود فقط با MPCB موتور را راهاندازی کرد؟
پاسخ ساده:
- اگر موتور توان کم دارد و نیاز به کنترل اتومات ندارد MPCB + کلید دستی استارت/استاپ کافی است
- اگر نیاز به فرمان هوشمند شستیهای متعدد، PLC، ستاره-مثلث و… داری باید کنتاکتور باشد
❌ اشتباه رایج:
نصب موتور 15 کیلووات فقط با MPCB بدون کنتاکتور باعث آسیب به تیغههای کلید حرارتی در زمان قطع بار سنگین میشود.
✅ 6. نقش ترمینالها و سفت نکردن پیچها
خیلی از سوختنها از همین اشتباه ساده است:
- پیچهای سفت نشده __ مقاومت زیاد __داغ شدن __ تغییر تنظیم __ قطع بیدلیل
- در موتورهای صنعتی بعد از 48 ساعت کارکرد اول باید پیچها دوباره سفت شوند
✅ 7. تست عملکرد قبل از راهاندازی
بعد از نصب باید تست زیر انجام شود:
✔ موتور با بار سبک روشن شود
✔ چند دقیقه کار کند
✔ جریان هر فاز اندازه گیری شود
✔ با جریان پلاک تطابق داشته باشد
✔ دمای کابل و کلید کنترل شود
اگر در 10 دقیقه سطح کلید حرارتی غیرعادی گرم شود جریان بالا است.
✅ جمعبندی این بخش
برای اینکه MPCB واقعاً موتور را حفظ کند:
✅ قبل از کنتاکتور نصب شود
✅ جریان دقیقاً روی جریان موتور تنظیم شود
✅ کابل مناسب انتخاب شود
✅ قدرت قطع متناسب با شبکه باشد
✅ پیچها بعد از 48 ساعت دوباره سفت شوند
✅ تست جریان انجام شود
عیبیابی کلید حرارتی – چرا قطع میکند؟ راه حل های واقعی
وقتی MPCB هی قطع میکند یعنی یک مشکل اساسی در موتور یا مدار وجود دارد. این قطعها بیدلیل نیستند. در این بخش مرحله به مرحله علتها را بررسی میکند.
✅ 1. قطع در زمان راهاندازی موتور
اگر کلید بلا فاصله بعد از استارت قطع میکند:
احتمالات:
✔ تنظیم جریان خیلی پایینتر از جریان موتور
✔ موتور زیر بار سنگین استارت میخورد
✔ فازها بالانس نیست
✔ کابل نازک انتخاب شده
✔ کنتاکتور اتصالی دارد
راه حل:
- جریان کلید را با پلاک موتور چک کن
- کابل و سرسیمها را بررسی کن
- اگر موتور سنگین راه میافتد از سافتاستارتر یا راهانداز ستاره–مثلث استفاده کن
✅ 2. قطع بعد از چند دقیقه کار
یعنی اضافه بار واقعی یا مشکل مکانیکی وجود دارد.
احتمالات:
✔ موتور زیر بار مکانیکی گیرپاچ دارد
✔ یاتاقانها خشک یا خراب شده
✔ تسمه خیلی سفت است
✔ پروانه فن شکسته یا محفظه بسته است
✔ ولتاژ پایین
تست سریع:
- موتور را از بار جدا کن
- استارت کن
اگر قطع نکرد مشکل مکانیکی است نه الکتریکی.
✅ 3. قطع تصادفی و بدون الگو
یعنی مشکل در خود مدار است.
احتمالات:
✔ یکی از ترمینالها شل شده و دما بالا می رود
✔ کابل آسیب دیده
✔ تابلو رطوبتی یا پودرخور است
✔ کلید حرارتی بیکیفیت یا تقلبی است
راهحل:
- سفت کردن تمام پیچ ها
- چک کردن اتصالات با دوربین حرارتی یا آمپرکلمپ
- اگر کلید برند ناشناخته است تعویض شود
✅ 4. قطع فقط در یک فاز یا قطع تکفاز
این اتفاق بسیار خطرناک است چون باعث سوختن دو فاز دیگر میشود.
دلایل:
✔ قطعی در کابل یکی از فازها
✔ فیوز تک فاز سوخته
✔ شل بودن یکی از ترمینالها
✔ خروجی کنتاکتور نیم سوز شده
✅ روش تشخیص:
- جریان سه فاز را بگیر
- اگر یکی صفر یا کم بود مشکل در کابل یا کنتاکتور است.
✅ 5. موتور زیادی داغ میشود و کلید عمل میکند
کلید دارد کارش را درست انجام میدهد. مشکل از موتور است:
✔ تهویه ضعیف
✔ نصب در محیط با دمای بالا
✔ کار دائم در نزدیک جریان نامی
✔ فن خنک کن از کار افتاده
✅ راهحل:
- مسیر هوای موتور باز شود
- بار کاهش داده شود
- موتور یک سایز بالاتر انتخاب شود
✅ 6. کلید حرارتی قطع نمیکند اما موتور داغ میشود
این حالت خطرناک تر از قطع کردن است.
دلایل:
✔ تنظیم جریان بیش از حد بالا
✔ کلید تقلبی یا بیکیفیت
اگر کلید عمل نکند موتور قبل از اینکه فیوز کاری انجام دهد میسوزد.
✅ راهحل:
- جریان را روی مقدار دقیق تنظیم کن
- برند معتبر استفاده کن
✅ 7. تست عیبیابی سریع و عملی
اگر موتور دچار قطع های مداوم است:
- جریان هر فاز را اندازه بگیر
- ولتاژ ورودی را در حالت کار بسنج
- موتور را از بار جدا کن و تست کن
- اتصالات و کابلها را سفت کن
- تنظیم جریان را با پلاک مقایسه کن
در 90٪ موارد مشکل پیدا میشود.
✅ جدول تشخیص سریع
| علائم | دلیل احتمالی | راهحل |
|---|---|---|
| قطع هنگام استارت | تنظیم پایین / بار سنگین | تنظیم درست + راهانداز مناسب |
| قطع بعد از چند دقیقه | اضافه بار / گیرپاچ | بررسی بار مکانیکی |
| قطع تصادفی | شل بودن پیچها / کابل خراب | سفت کردن اتصالات |
| داغی کابلها | سطح مقطع پایین | تغییر کابل |
| موتور داغ ولی قطع ندارد | تنظیم بالا / کلید فیک | تنظیم درست / تعویض |
مزایا و کاربرد کلید حرارتی (MPCB) در پروژههای صنعتی
کلید حرارتی فقط یک تجهیز الکتریکی نیست بلکه قلب محافظ موتور و تابلو در صنایع است. این بخش کاربردی آموزشی و کاملاً عملی است.
✅ 1. مزایای کلید حرارتی
- حفاظت کامل موتور
- اضافه بار توسط واحد حرارتی (بیمتال)
- اتصال کوتاه توسط واحد مغناطیسی
- جلوگیری از سوختن سیمپیچ و کنتاکتها
- قابلیت ریست و استفاده مجدد
- بر خلاف فیوز که بعد از قطع باید تعویض شود MPCB با یک فشار دسته یا دکمه ریست میشود
- صرفهجویی در فضا و کابلکشی
- ترکیب سه تجهیز (فیوز، بیمتال، کلید) در یک بدنه
- کاهش شلوغی تابلو و سیمکشی پیچیده
- سازگاری با سیستمهای اتوماسیون
- تیغه کمکی برای PLC و کنترل پنل
- امکان اعلام خطای موتور از راه دور
- امنیت اپراتور
- بعضی مدلها جریان نشتی زمین را تشخیص میدهند
- خطر برق گرفتگی در محیط مرطوب یا فلزی کاهش مییابد
- قابل استفاده برای موتورهای سه فاز و تک فاز
- مناسب سردخانهها، پمپها، فنها، کمپرسورها، و بارهای مقاومتی صنعتی
✅ 2. کاربرد در سردخانهها و صنایع برودتی
- موتور کمپرسور حفاظت در برابر اضافهبار در زمان راهاندازی
- فنهای گردش هوا جلوگیری از گیرپاچ و جریان نامتعادل
- پمپهای آب و مبرد حفاظت در برابر اتصال کوتاه و افزایش جریان
- تابلوهای مرکزی ترکیب کلید حرارتی با تیغه کمکی و مانیتورینگ PLC
مثال عملی:
سردخانه صنعتی با کمپرسور 15 کیلووات:
- جریان نامی موتور: 28A
- انتخاب MPCB: 25–32A، مغناطیسی، با تیغه کمکی
- محل نصب: قبل از کنتاکتور کمپرسور
- کابل: 10mm² مسی
- عملکرد: حفاظت کامل موتور، ریست آسان، اتصال به PLC برای ثبت خطا
✅ 3. کاربرد در صنایع دیگر
- کارخانههای کوچک و متوسط: محافظت موتورهای همزن، نوار نقاله، پمپها
- صنایع غذایی و دارویی: تضمین قطع سریع و ثبت خطای موتور
- پروژههای ساختمانی: آسانسورها، پمپ آب، فنهای تهویه
- کارگاهها: موتورهای تکفاز و سه فاز بدون نیاز به فیوز جداگانه
✅ 4. نکات نصب و استفاده حرفهای
- همیشه قبل از کنتاکتور نصب شود
- جریان دقیق مطابق پلاک موتور تنظیم شود
- کابل و ترمینالها استاندارد و سفت باشند
- قدرت قطع مطابق شبکه انتخاب شود
- در پروژههای صنعتی با PLC از تیغه کمکی استفاده شود
- در محیط مرطوب یا فلزی مدل با حفاظت نشتی زمین انتخاب شود
✅ 5. جمعبندی کاربرد و مزایا
- MPCB = محافظ واقعی موتور
- کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری
- ریست سریع بدون توقف طولانی
- امکان کنترل و مانیتورینگ از راه دور
- مناسب انواع موتور و بار صنعتی
- کلید حرارتی تجهیزی است که در هر تابلو صنعتی باید حضور داشته باشد
مقدمه نهایی مقاله کلید حرارتی (MPCB)
کلید حرارتی یا MPCB یکی از مهمترین تجهیزات حفاظتی موتور در صنایع و پروژه صنعتی است. این کلید با ترکیب حفاظت در برابر اضافه بار و اتصال کوتاه نقش حیاتی در افزایش عمر موتور، کاهش هزینههای نگهداری و ایمنی اپراتور دارد.
در این مقاله از پایه تا پیشرفته انواع MPCB، روش انتخاب، نصب صحیح و عیبیابی آن بررسی شد تا تکنسینها و مهندسین صنعتی بتوانند بدون اشتباه سیستمهای برقی خود را محافظت کنند.
نتیجهگیری و جمعبندی کلید حرارتی
- حفاظت کامل موتور با MPCB
- ترکیب حفاظت حرارتی و مغناطیسی باعث میشود موتور در برابر اضافه بار و اتصال کوتاه ایمن باشد.
- برخلاف بیمتال یا فیوز MPCB یک راه حل کامل قابل ریست و اقتصادی است.
- انتخاب صحیح کلید حرارتی
- جریان نامی مطابق پلاک موتور
- قدرت قطع مطابق شبکه
- کلاس تریپ حرارتی مناسب موتور
- محل نصب قبل از کنتاکتور
- برند معتبر و تیغه کمکی برای اتوماسیون صنعتی
- نصب و سیمکشی استاندارد
- سفت کردن ترمینالها و کابلها
- انتخاب کابل با سطح مقطع مناسب
- تست جریان قبل از راهاندازی نهایی
- رعایت نکات محیطی و دمایی
- عیبیابی عملی و سریع
- قطع در زمان استارت جریان یا بار مکانیکی
- قطع بعد از چند دقیقه اضافه بار یا گیرپاچ مکانیکی
- قطع تصادفی خرابی کلید یا اتصال کوتاه
- دو فاز شدن ولتاژ یا اتصالات مشکل دارد
- داغی موتور بدون قطع جریان بالا یا کلید نامناسب
- کاربرد در صنایع و سردخانهها
- کمپرسورها، فنها، پمپها
- تابلوهای صنعتی و کارخانههای کوچک
- پروژههای ساختمانی و کارگاهها
- حفاظت موتور، کاهش توقف خط، مانیتورینگ از راه دور
- مزایای MPCB
- حفاظت واقعی و قابل اعتماد موتور
- صرفهجویی در فضا و سیم کشی
- ریست آسان و کاهش هزینه های نگهداری
- افزایش ایمنی اپراتور و تجهیزات جانبی
✅ سخن آخر
کلید حرارتی (MPCB) تنها یک قطعه نیست بلکه ستون حفاظتی موتور و تابلو برق صنعتی است. انتخاب درست، نصب صحیح و عیبیابی به موقع باعث میشود از سوختن موتور جلوگیری شود و عمر مفید تجهیزات افزایش یابد.
این مقاله به شما کمک کرد تا از پایه تا پیشرفته، کاربردی و علمی کلید حرارتی را بشناسید و در پروژههای صنعتی به شکل استاندارد استفاده کنید.
سوالات متداول
کلید حرارتی (MPCB) چیست و تفاوت آن با بی متال در کجاست؟
کلید حرارتی (MPCB) یا محافظ موتور، یک دستگاه حفاظتی است که به طور خاص برای قطع مدار و حفاظت موتورهای الکتریکی در برابر اضافه بار حرارتی و اتصال کوتاه مغناطیسی طراحی شده است. تفاوت اصلی با بی متال این است که MPCB علاوه بر حفاظت حرارتی، حفاظت مغناطیسی (اتصال کوتاه) را نیز به صورت مستقیم و بدون نیاز به فیوز پشتیبان فراهم میکند و قابلیت قطع جریان را دارد.
چگونه کلید حرارتی حفاظت دوگانه را برای موتورها فراهم میکند؟
حفاظت دوگانه شامل: ۱. حفاظت حرارتی (Thermal) توسط نوار بی متال برای اضافه بارهای طولانیمدت و ۲. حفاظت مغناطیسی (Magnetic) توسط سیمپیچ (بوبین) برای جریانهای بسیار بالای ناشی از اتصال کوتاه یا خطای فاز.
آیا MPCB میتواند مستقیماً به عنوان کلید اصلی روشن/خاموش موتور استفاده شود؟
بله، MPCB برخلاف رلههای اضافه بار ساده (بی متال)، هم به عنوان قطعکننده مدار (Circuit Breaker) و هم به عنوان وسیله کنترل (روشن/خاموش) به صورت دستی قابل استفاده است و نیاز به کنتاکتور را در مدارهای بسیار کوچک برطرف میسازد.
نحوه تنظیم جریان نامی (In) در کلید حرارتی چگونه است؟
جریان نامی MPCB باید بر اساس جریان نامی موتور (Full Load Current – FLC) تنظیم شود. این تنظیم توسط یک دکمه یا پیچ روی بدنه کلید انجام میگیرد تا حفاظت حرارتی متناسب با مشخصات دقیق موتور باشد.
منظور از جریان مغناطیسی (Magnetic Trip Current) چیست؟
جریان مغناطیسی، مقدار جریانی است که در آن، مکانیزم مغناطیسی MPCB به سرعت فعال شده و مدار را قطع میکند. این جریان معمولاً بین ۶ تا ۱۳ برابر جریان نامی تنظیم شده (Ir) است و هدف آن حفاظت از موتور در برابر اتصال کوتاه است.
چرا انتخاب دقیق MPCB بر اساس جریان نامی موتور اهمیت دارد؟
انتخاب نادرست MPCB میتواند منجر به آسیب به موتور شود. اگر جریان تنظیم شده کمتر از FLC موتور باشد، کلید به صورت مکرر و کاذب قطع میکند. اگر جریان تنظیم شده بیش از حد باشد، حفاظت حرارتی به درستی عمل نکرده و ممکن است موتور در اثر اضافه بار بسوزد.
چه زمانی نیاز به نصب کنتاکتور به همراه کلید حرارتی وجود دارد؟
در شرایطی که نیاز به کنترل از راه دور (Remote Control)، کنترل خودکار (Automation)، مدارهای ستاره-مثلث یا راهاندازی با بیش از یک محل کنترلی باشد، MPCB به همراه یک کنتاکتور مناسب در مدار قرار میگیرد.
آیا MPCBها میتوانند حفاظت در برابر افت ولتاژ (Under Voltage) را نیز پوشش دهند؟
MPCB به تنهایی این حفاظت را ندارد، اما با افزودن تجهیزات جانبی مانند ماژول آندرولتاژ (Under Voltage Trip) میتوان این حفاظت را نیز به قابلیتهای کلید اضافه نمود تا در صورت افت ولتاژ شبکه، کلید به صورت خودکار قطع شود.
منبع: کلید حراراتی زیمنس