Hệ thống bảo vệ và tín hiệu bảo đảm vận hành an tồn cho máy mĩc thiết bị, đề phịng, hạn chế và loại trừ những sự cố hoặc chế độ làm việc xấu của hệ thống dẫn tới hư hỏng máy mĩc thiết bị, rối loạn quá trình làm việc.
1. Bảo vệ ngắn mạch
Tránh các hiện tượng gây nên cháy hỏng cách điện
a. Dùng cầu chì
Ưu: Đơn giản, rẻ tiền
38
b. Bằng áptơmát
Cĩ đặc tính bảo vệ hoàn thiện hơn cầu chì. Việc đĩng lại các áptơmát đã cắt cũng nhanh, khơng cần cắt điện áp. Nĩ cĩ khả năng cắt dịng điện lớn hàng trăm lần Iđm. Khi quá tải hoặc ngắn mạch áptơmát sẽ cắt cả 3 pha tránh được chế độ làm việc hai pha.
Khuyết: Kích thước lớn, giá thành cao.
c. Bảo vệ bằng rơle dịng điện cực đại tác động nhanh
Itđ rơle = Ingm và chỉ đặt rơle trên hai pha ở động cơ xoay chiều, một cực ở động cơ một chiều.
2. Bảo vệ quá tải
Dùng rơle nhiệt. Rơle nhiệt tác động ở nhiệt độ phát nĩng nhất định. Nĩ cĩ nhiệm vụ cắt động cơ ra khỏi lưới khi xảy ra hiện tượng quá tải lâu dài gây nên sự phát nĩng quá nhiệt độ cho phép đối với dây quấn động cơ.
Rơle nhiệt khơng phản ứng với các quá tải ngắn hạn và khởi động vì nĩ cĩ quán tính nhiệt cũng do cĩ quán tính nhiệt nên nĩ khơng bảo vệ ngắn mạch được.
Phần tử đốt nĩng của rơle nhiệt thường được mắc trên hai pha của động cơ 3 pha và 1 cực ở mạch DC ở phía sau tiếp điểm của cơng tắc tơ đường dây. Tiếp điểm của nĩ cắt mạch cơng tắc tơ đường dây khi nĩ tác động. Tiếp điểm của rơle nhiệt thuộc loại khơng tự phục hồi nên sau khi nĩ đã làm việc, muốn trở về trạng thái cũ phải ấn bằng tay.
3. Bảo vệ dịng điện cực đại
Những quá tải ngắn hạn cĩ thể gây ra dịng điện quá mức làm hỏng cổ gĩp của máy điện, hư hỏng các phần tử của cơ cấu truyền động, cho nên cũng phải cắt động cơ khỏi lưới cung cấp. Với những nhiệt quá tải ngắn hạn cũng hoàn tồn khơng nguy hiểm. trong trường hợp này người ta dùng rơle dịng điện cực đại và áptơmát để bảo vệ. Nếu nguồn cung cấp cho động cơ từ biến thế cĩ trung tính nối đất thì rơle phải đặt trên cả ba pha.
4. Bảo vệ thứ tự khơng và bảo vệ cực tiểu
Thiết bị bảo đảm ngắt động cơ khi điện áp lưới giảm thấp và loại trừ sự tự đĩng lại của động cơ sau khi ngừng cung cấp điện một cách ngẫu nhiên được gọi là thiết bị khơng.
Bảo vệ khơng và cực tiểu cĩ thể thực hiện bằng rơle điện áp nếu điện áp lưới đủ thì rơle điện áp hút tiếp điểm của nĩ đĩng điện cho phép mạch khống chế và tồn mạch làm việc bình thường. Nếu điện áp lưới giảm đến trị số nhỏ nhất cho phép hay mất điện áp thì rơle điện áp cắt mạch khống chế và dừng động cơ. Sau khi điện áp cĩ lại cũng khơng thể tự động khởi động được.
Trường hợp dùng cơng tắc tơ hay khởi động từ, nếu điện áp lưới đủ thì khi ấn nút khởi động tiếp điểm chính của nĩ đĩng mạch động lực và tiếp điểm phụ duy trì cung cấp điện cho mạch khống chế. Trong quá trình làm việc, nếu điện áp lưới giảm thấp hoặc mất thì tiếp điểm của nĩ mở ra cắt điện toàn mạch. Khi điện áp cĩ lại cũng khơng thể tự khởi động được, muốn khởi động phải ấn lại nút bấm khởi động.
5. Bảo vệ mất từ trường
Khi động cơ điện một chiều kích thích độc lập đang làm việc, nếu dịng kích thích giảm nhỏ quá trị số cho phép sẽ làm tốc độ động cơ tăng quá lớn dẫn đến hư hỏng dây quấn phần ứng.
Để tránh trường hợp trên, mạch kích thích phải cĩ bảo vệ mất từ trường bằng rơle dịng điện. Cuộn dây của nĩ mắc nối tiếp trong mạch kích thích, cịn tiếp điểm thường mở của nĩ mắc trong mạch khống
39
chế để khi mất từ trường thì cắt động cơ ra khỏi lưới. Chỉ khi động cơ được kích thích với dịng điện trên trị số cực tiểu thì tiếp điểm thường mở của nĩ mới đĩng lại cho phép mạch khống chế làm việc.
Cần chú ý thực hiện đúng các qui định sau đây đối với mạch kích từ:
- Khi dùng cầu chì bảo vệ mạch kích thích thì nhất thiết mạch khống chế cũng phải được cung cấp qua cầu chì đĩ, để khi xảy ra ngắn mạch cầu chì cắt mạch kích từ thì cũng cắt luơn cả mạch khống chế để dừng động cơ.
- Phải cĩ điện trở phĩng điện cho cuộn kích từ song song của động cơ vì số vịng dây và điện cảm của nĩ lớn, khi cắt mạch kích thích trong cuộn dây sẽ xuất hiện sức điện động tự cảm lớn cĩ thể chọc thủng cách điện của cuộn kích từ.
6. Các khâu liên động làm chức năng bảo vệ
Hình 2.17 Dùng tiếp điểm thường đĩng để khố lẫn
Trong truyền động đảo chiều thường dùng các tiếp điểm thường đĩng của cơng tắc tơ T và N để
khĩa chéo nhau. Khi một cơng tắc tơ làm việc thì cơng tắc tơ kia khơng thể cĩ điện ( Hình 2.22 ) Trường hợp yêu cầu sản xuất khơng cho phép ngừng máy, vì nếu làm việc gián đoạn cĩ thể gây ra
sự cố hoặc nguy hiểm đối với người vận hành thì các mạch được bố trí khố liên động tự động đĩng động cơ dự trữ 2Đ khi một nguyên nhân nào đĩ động cơ chính 1Đ bị ngừng làm việc.
Đĩng cơng tắc 1CT, động cơ 1Đ làm việc. Sau khi động cơ 1Đ làm việc , đĩng cơng tắc dự trử 2CT chuẩn bị cung cấp điện cho cuộn dây cơng tắc tơ 2K.
Khi nào động cơ chính 1Đ bị hỏng hoặc những nguyên nhân nào đĩ cắt nĩ ra khỏi lưới thì bộ tiếp điểm thường đĩng 1K tạo ra mạch kín cấp điện cho cuộn dây 2K và động cơ dự trữ 2Đ tự động đĩng vào lưới.Ngừng truyền động bằng cách mở 1CT và 2CT. Hình 2.18 Tự động đĩng động cơ dự trử T N o o o o o o o T o o o o N N T MN MT D T N o
40
Bài tập 1: Mạch động lực và mạch điều khiển động cơ xoay chiều ba pha khơng đồng bộ roto lồng sĩc, quay hai chiều, mở máy bằng nút nhấn đơn, mở máy gián tiếp qua 1 điện trở phụ nối vào mỡi pha Stato, cắt điện trở phụ ra theo thời gian.
Bài tập 2: Mạch động lực và mạch điều khiển động cơ xoay chiều ba pha khơng đồng bộ roto lồng sĩc, quay hai chiều, mở máy bằng nút nhấn đơn, mở máy gián tiếp bằng phương pháp sao tam giác.