بی متال چیست ؟
بی متال (Bimetal) یک قطعه‌برقی بسیار پرکاربرد است که موتور را در برابر حرارت ناشی از اضافه بار نجات می‌دهد و از آسیب رسیدن و بروز خطرات و خطاهای احتمالی مانند افزایش جریان مدار در موتور‌الکتریکی و یا جعبه تقسیم جلوگیری و محافظت می‌کند. برای درک بهتر مطلب به طور مثال فرض کنید که یک بالابر با ظرفیت و حد تحمل وزن ۱۰۰۰ کیلوگرم(۱ تن) داریم، ولی ما بجای این میزان بار، 1300 کیلوگرم بار به بالابر می‌زنیم و موتور را روشن می‌کنیم، در اینجا نقش بی متال خود را نشان می‌دهد و برای جلوگیری از فشار بیش‌از‌‌حد وارد شده و آسیب رسیدن به موتور، مدار را قطع می‌کند. بی متال با نام‌های دیگری همچون رله اضافه بار و رله حرارتی نیز در بازار شناخته می‌شود که به عنوان ابزار کنترل کننده دما در مدارهای تجهیزات برقی به سه دسته زیر تقسیم می‌شود:
- بیمتال دستی
- بیمتال اتوماتیک
- بیمتال دستی و اتوماتیک
شیوه عملکرد بی متال
در سیستم بی متال یا همان رله حرارتی از دو فلز نا‌هم‌جنس رسانا(آهن و برنج) که ضریب انبساط طولی مختلفی دارند و به هم پرس شده‌اند، استفاده شده است. نحوه عملکرد این قطعه به شرح مراحل زیر می‌باشد:
1. با گذر جریان اضافه بار و رسیدن حرارت به این دو فلز
2. جنبش مولکولی این دو فلز نا‌هم‌جنس بالا رفته و منبسط می‌شوند
3. فلزی که ضریب بالاتری دارد(برنج) بیشتر منبسط می‌شود
4. اما بدلیل اینکه این دو فلز به‌هم جوش شده‌اند، فلز برنج نمی‌تواند بیشتر از آهن بلند شود و ناچارا آهن را خم می‌کند
5. با این خم شدگی عبور جریان به سمت مصرف کننده قطع می‌شود و راه مدار باز شده و موتور خاموش می‌گردد.
6. در صورت سرد شدن، فلزات به حالت اولیه خود باز می‌گردند
ریست دستی و ریست خودکار
در رله اضافه بار حرارتی با رخ دادن خطا می‌بایستی برای دوباره به‌کار‌گیری آن، قطعه ریست شود. که این‌کار در این ابزار به عنوان کنترل کننده به دو صورت دستی و خودکار انجام می‌گیرد. در زیر به توضیح مختصری از شیوه عملکرد این سیستم می‌پردازیم.
ریست به صورت دستی: زمانی که در مدار خطایی رخ می‌دهد، کنتاکت‌های فرمان تغییر وضعیت داده و قفل می‌شوند. این تغییر وضعیت باعث قطع مدار و خاموش شدن سیستم خواهد شد. در این حالت بی متال سرد شده و به شکل اول خود بر‌می‌گردد اما کنتاکت های فرمان در حالت خطا باقی می‌مانند. از این رو در حالت ریست دستی با فشردن بر دکمه روی رله باعث بازگشت کنتاکت های فرمان به شکل اول خود خواهد شد. باید توجه داشت در ریست دستی تا زمانی که بی متال گرم است امکان ریست وجود ندارد.
ریست به صورت خودکار: در این حالت بی متال بعد از قطع جریان مانند ، شروع به سرد شدن می کند و به صورت خودکار به وضعیت نرمال خود بر می‌گردد و نیاز به فشردن هیچ دکمه‌ای نیست.
مزایا و معایب بی متال
مصرف کننده برای تشخیص به موقع از شرایط اضافه بار، به مکانیزمی نیاز دارد که باعث قطع مدار شود. در صنعت به این مکانیزم با عنوان بی متال شناخته می‌شود. این قطعه پر‌اهمیت دارای مزایا و معایبی می‌باشد که به شرح زیر است.
مزایای بی متال :
- کم هزینه بودن
- عملکرد ریست داشتن
- دارای دکمه کلاس تریپ بودن
- جلوگیری از گرم شدن بیش از حد موتور
- امکان نصب مستقیم بر روی یک کنتاکتور
- دارای دکمه تست داخلی بودن برای عیب‌یابی
معایب بی متال:
- عدم حساسیت به کاهش جریان
- وجود عنصر حرارتی در مسیر جریان و ایجاد تلفات
- وجود بخش دو فلزی و وابستگی منحنی زمان-معکوس به دمای محیط
- قرارگیری در مدار قدرت و کنترل مدار فرمان(نداشت کنتاکت جهت قطع مدار به صورت مستقیم)
کاربرد بی متال‌ها
با ویژگی‌های خیلی مهمی که بی‌متال‌ها به عنوان یک محافظ دارا هستند، از آنها در کنترل درجه حرارت اتو، کتری برقی، اجاق گاز، تستر، پلو پز، قهوه‌ساز، استارت فن خودرو، پشتیبانی از مدارهای الکتریکی هواپیما و… استفاده می‌شود و کاربرد دارند. کاربرد اصلی رله حرارتی در صنعت حفاظت از موتورهاست. این قطعه معمولا در زیر کنتاکت‌های قدرت کنتاکتور نصب می‌شود. رله اضافه بار حرارتی با قطع مدار فرمان در زمان اضافه باری از آسیب رسیدن به موتور جلوگیری می‌کنند.
مهمترین ویژگی‌های بی متال
رله اضافه بار از ویژگی‌های منحصر به فردی بهره‌مند است که در زیر به برخی از آنها اشاره می‌کنیم.
• مجهز بودن به تجهیزات سنجش جریان موتور و عمل کردن متناسب با مقدار گرما و حرارت تولیدی ایجاد شده.
• بهره‌مندی از ویژگی تأخیر زمانی آن، به روشن شدن موتور در هنگام برقراری جریان عبوری کمک می‌کند.
• در صورتی که میزان جریان عبوری به بیش از ۱۰ برابر جریان نامی موتور برسد سریع مقدار قدرت و فرمان را قطع می‌کند.
• هر بیمتال دارای دو بخش سنجش جریان و بخش کنتاکت است.
• بخش سنجش بیمتال، مقدار جریان موتور را ارزیابی می‌کند و بخش کنتاکت در مدارهای کنترل نقش ایفا می‌کند.
