2.2 Hệ thống điện động lực, điều khiển và bảo vệ của hệ thống lạnh  (Page 5/11)

Để có khái niệm về một mạch điện động lực ta giả sử có hệ thống lạnh kho cấp đông gồm các thiết bị chính sau đây (hình 10-11):

- Máy nén với mô tơ 75kW

- Bơm cấp dịch dàn lạnh 1,5 kW

- Bơm nước giải nhiệt máy nén 2,2 kW

- Bơm nước giải nhiệt dàn ngưng 3,7 kW

- Bơm nước xả băng dàn lạnh 2,2 kW

- Quạt giải nhiệt dàn ngưng : 2 x 1,5 kW

- Quạt giải nhiệt dàn lạnh: 2 x 2,2 kW

Đối với các động cơ và thiết bị điện của hệ thống lạnh, do công suất lớn nên việc đóng mở các động cơ đều thực hiện bằng các khởi động từ. Các thiết bị đều được đóng mở và bảo vệ bằng các aptomat, tất cả các thiết bị đều có rơ le nhiệt bảo vệ quá dòng. Các thiết bị có công suất nhỏ, ampekế nối trực tiếp vào mạch điện, còn các thiết bị có công suất lớn ampekế được qua biến dòng CT.

Các thiết bị chính trên mạch điện động lực bao gồm :

- MCCB - Aptomat

- CT : Biến dòng

- MC : Tiếp điểm khởi động từ cuộn chạy của máy nén

- MD - Tiếp điểm khởi động từ mạch tam giác

- MS - Tiếp điểm khởi động từ mạch sao

- OCR - Rơle nhiệt

- M - Môtơ ; P – Bơm (Pump); F – Quạt (Fan)

- A – Ampekế

- Dây điện các loại

Hình 10-11 : mạch điện động lực trong hệ thống lạnh

Đối với động cơ máy nén quá trình khởi động diễn ra như sau :

Khi nhấn nút START trên mạch điều khiển, nếu không có bất cứ sự cố nào thì cuộn dây khởi động từ (MC) có điện và đóng tiếp điểm thường mở MC trên mạch động lực. Trong khoảng 5 giây đầu tiên (đặt ở rơ le thời gian), cuộn dây khởi động từ (MS) có điện và tiếp điểm thường mở MS của nó trên mạch động lực đóng. Lúc đó máy chạy theo sơ đồ sao, dòng khởi động giảm đáng kể. Sau thời gian đặt, rơ le thời gian tác động ngắt điện cuộn (MS) và đóng điện cho cuộn (MD), tương ứng các tiếp điểm trên mạch động lực, MD đóng và MS mở. Máy chuyển từ sơ đồ nối sao sang sơ đồ tam giác.

Đối với các thiết bị có công suất nhỏ như bơm, quạt dòng khởi động nhỏ nên không cần khởi động theo sơ đồ sao – tam giác như máy nén.

10.3.2 Mạch khởi động sao - tam giác

10.3.2.1 Dòng điện khởi động

Hầu hết các máy nén lạnh cỡ lớn đều sử dụng động cơ không đồng bộ 3 pha. Để khởi động được các động cơ không đồng bộ 3 pha mô men khởi động của động cơ phải đủ lớn để thắng được mô men cản của tải khi khởi động và đồng thời đảm bảo thời gian khởi động nằm trong giới hạn cho phép.

Dòng điện pha khi khởi động được xác định theo công thức sau:

$I_P^{\text{KD}}=\frac{U_1}{\sqrt{(R_1+R_2^{\text{'}}{)}^2+(X_1+X_2^{\text{'}}{)}^2}}$ (10-1)

trong đó:

R1 - Điện trở dây quấn stato;

X1 - Điện kháng stato;

R’2 - Điện trở dây quấn rôto qui đổi về stato;

X’2 - Điện kháng dây quấn rôto qui đổi về stato;

Dòng điện khi mở máy khá lớn, gấp 5  7 lần dòng điện định mức. Do đó đối với lưới điện công suất nhỏ khi khởi động máy có thể làm sụt áp mạng ảnh hưởng đến sự làm việc của các thiết bị khác. Vì vậy cần có các biện pháp khởi động hợp lý để giảm dòng khởi động.

10.3.2.2 Các phương pháp khởi động

1. Đối với động cơ rôto dây quấn

Để giảm dòng khởi động đối với động cơ loại này người ta nối dây quấn rôto với 01 biến trở khởi động.

Muốn mô men khởi động cực đại hệ số trượt tới hạn phải bằng 1 tức là

$S_{\text{TH}}=\frac{R_2^{\text{'}}+R_{\text{KD}}^{\text{'}}}{X_1+X_2^{\text{'}}}=1$ (10-2)

Từ đó xác định được điện trở khởi động tối ưu để đạt mô men cực đại