В качестве привода насосов широко используются одно- или трехфазные электродвигатели переменного тока. При всех своих достоинствах эти электрические машины обладают одним серьезным недостатком, которым является сложность регулирования скорости и момента на валу.
Основными характеристиками насосных агрегатов являются расход и напор. Эти параметры регулируются при помощи запорно-регулирующей арматуры, включением в работу дополнительных насосов при каскадной схеме регулирования.
Принцип регулирования основан на зависимости скорости вращения ротора электрической машины от частоты питающего напряжения. Частотный преобразователь для насоса изменяет частоту питающего напряжения электропривода насосных агрегатов.
Большинство преобразователей частоты для насоса выполнены на базе схемы двойного преобразования. Переменное напряжение в сети выпрямляется, сглаживается на LC фильтрах, затем поступает на инвертор, где снова преобразуется в переменное напряжение другой частоты. Задание частоты осуществляется широтно-импульсным модулятором, сигналы с которого поочередно отпирают и запирают ключи на силовых транзисторах инвертора.
Частотные преобразователи имеют дискретные и аналоговые выходы для подключения датчиков давления, температуры, приборов измерения расхода, удаленных устройств управления и контроля, аварийной сигнализации и так далее. Обработка данных происходит в блоке управления на базе микропроцессора. Схема управления частотника генерирует сигналы на изменение производительности, включение или отключение насосных агрегатов согласно заданной программе и изменению технологических параметров в системе водоснабжения.
Например, простейшая схема регулирования производительности насосов с обратной связью по давлению в сети водоподачи работает следующим образом:
При падении давления, частотный регулятор формирует сигнал на включение насосных агрегатов. Запуск происходит в плавном режиме, что предотвращает гидроудары. При нарастании давления, сигнал с датчика поступает на частотник, который плавно изменяет скорость вращения приводного двигателя и снижет производительность насосов. Такая схема может включать дополнительные насосные агрегаты при пиковых значениях водопотребления.
Серия VF-51 – универсальный и компактный частотный преобразователь для насоса. Перегрузка — 150%, мощность — от 0,4 до 22 кВт. Подходит для применения с насосами, вентиляторами, станками и конвейерами.
Как выбрать частотный преобразователь для насоса
Многие производители насосного оборудования поставляют насосы уже укомплектованные частотными преобразователями. В паспортных данных насосов без регуляторов обычно указывают конкретные модели преобразователей, совместимых с электродвигателями агрегатов. Однако, при отсутствии этой информации, при модернизации и реконструкции насосных станций с двигателями старого образца возникает вопрос выбора частотников. Подбор регулятора осуществляется по следующим характеристикам:
- Типу электродвигателя. Количество фаз частотника для насоса должен соответствовать типу электродвигателя. При использовании трехфазного электродвигателя в однофазной сети установка частотного регулятора позволяет решить проблему запуска электрической машины без внешнего конденсатора.
- Электрическим характеристикам. Напряжение и потребляемый двигателем насоса ток должны совпадать с аналогичными параметрами частотника. Мощность преобразователя должна быть больше мощности привода насосного агрегата на 15-30%. При выборе по этим параметрам следует обратить внимание, что насосные агрегаты одной мощности могут иметь различные номинальные токи.
- Диапазону регулирования частот. Этот параметр определяет скорость вращения электродвигателя, а значит и производительность насоса. Для грамотного выбора необходимо знать характеристики сети водоподачи и другие параметры. Для циркуляционных насосов систем охлаждения и теплоснабжения обычно достаточно частотника 200–350 Гц, для скважных и глубинных насосов – от 200 до 600 Гц.
- Числу аналоговых и цифровых входов и выходов. Количество разъемов преобразователя частоты должно совпадать с числом датчиков, устройств оповещения и других подключаемых устройств. На случай модернизации системы лучше приобрести частотный преобразователь для нососа с большим количеством управляющих входов.
- По поддерживаемым протоколам связи. Для корректного обмена данными с автоматизированными устройствами управления или удаленного контроля параметров, требуется частотный преобразователь, поддерживающий используемый в САР протокол (САN, LАN или другие).
- Наличию пульта дистанционного управления. Для насосных станций и агрегатов, расположенных в труднодоступных местах, целесообразно подобрать частотный преобразователь с выносной управляющей панелью.
Внимание! При реконструкции насосных станций часто требуется программировать частотники для двигателей, долго бывших в эксплуатации. Для таких электрических машин целесообразно приобрести преобразователи с автоматической адаптацией, так как фактические характеристики этих электродвигателей могу отличаться от паспортных данных.
Преимущества использования частотного преобразователя для насосов
Комплектование электродвигателей насосных агрегатов частотными преобразователями обеспечивает:
- Плавное включение и остановку насосов, что снижает вероятность гидравлических ударов в системе.
- Упрощение автоматического регулирования с обратной связью по напору, давлению, другим параметрам сети. Аналоговые выходы расходомеров и манометров можно подключать напрямую к частотному преобразователю.
- Защиту насосных агрегатов от “сухого хода” перегрузок. Отключение электродвигателей при перегреве обмоток, обрыве одной или нескольких фаз, скачках напряжения и других авариях.
- Увеличение срока службы сети водоподачи за счет точного поддержания необходимого давления, снижения нагрузки на трубопровод.
- Снижение шума при эксплуатации насосных агрегатов.
- Возможность интеграции в многоуровневые системы автоматизации и телемеханического управления.
Сферы применения частотно-регулируемых приводов насосного оборудования
Частотными регуляторами комплектуют:
- Насосные агрегаты для подачи питьевой и хозяйственной воды. Комплектация частотными преобразователями обеспечивает оптимальный режим полива и водоснабжения. ЧП используют как в промышленных, так и в бытовых сетях. Для бытовых насосов многие производители выпускают однофазные преобразователи.
- Циркуляционные насосы систем охлаждения и отопления. Преобразователи частоты в этих системах осуществляют регулирование подачи теплоносителей по температуре, давлению, расходу и обеспечивают отвод или подачу тепла с минимальным расходом электроэнергии.
- Насосы для систем тушения пожаров. Частотные преобразователи поддерживают необходимую производительность сетевых насосов, обеспечивают запуск основных агрегатов при возгорании.
- Насосах, применяемых в других сферах. Электропривод с ЧП широко используется в насосах-дозаторах в химической промышленности, а также других областях.
Главные достоинства частотно-регулируемых приводов насосных агрегатов – снижение энергопотребления на 35 % и более, оптимизация параметров систем водоподачи, экономия воды, тепла.
К недостаткам использования частотного преобразователя для насоса обычно относят их высокую стоимость. За счет значительной экономии ресурсов и улучшения водоснабжения преобразователи частоты достаточно быстро окупают себя. Их внедрение дает хороший экономический и технический эффект.
Частотный преобразователь для скважинного насоса
Современные технологии управления энергопотреблением становятся все более популярными в различных областях промышленности и сельского хозяйства. Одной из таких технологий является применение частотных преобразователей для управления скважинными насосами. Частотный преобразователь — это электронное устройство, которое позволяет регулировать скорость вращения асинхронного двигателя, изменяя частоту питающего напряжения. Зачастую скважинные насосы потребляют большое количество энергии, особенно если их работа сопровождается частыми включениями и выключениями, которые приводят к повышенному износу оборудования и значительному расходу электроэнергии. При использовании частотного преобразователя для управления скважинным насосом, энергопотребление может быть снижено, что позволяет сэкономить на затратах на электроэнергию.
Функциональность частотного преобразователя для скважинного насоса
Частотный преобразователь (ЧП) для скважинного насоса выполняет множество функций, которые позволяют оптимизировать работу системы насоса и значительно повысить ее эффективность.
Выделим основные функции ЧП для насоса скважины:
- Регулирование частоты вращения электродвигателя насоса – позволяет контролировать скорость насоса и подстраивать ее под требуемые параметры работы системы. Например, при изменении уровня воды в скважине, ЧП может автоматически регулировать скорость насоса для поддержания определенного уровня напора. Это позволяет существенно снизить затраты на энергию и увеличить срок службы оборудования;
- Защита электродвигателя от перегрузок и коротких замыканий – ЧП непрерывно мониторирует работу системы и при необходимости автоматически останавливает насос для предотвращения повреждений оборудования;
- Управлением скоростью пуска и остановки насоса – позволяет снизить износ насоса и продлить его срок службы;
- Мониторинг и диагностика работы насоса – может контролировать температуру и вибрации, а также производить диагностику неисправностей и отображать информацию на экране управляющего блока;
- Обеспечивает возможность дистанционного управления и мониторинга работы насосной системы через специальное программное обеспечение.
Использование частотного преобразователя позволяет снизить нагрузку на насос и предотвратить частые включения и выключения. Благодаря этому, удается увеличить срок службы оборудования и существенно снизить расход электроэнергии.
Разновидность частотных преобразователей для скважины
Частотные преобразователи для скважинных насосов могут иметь различные конфигурации и характеристики, которые соответствуют различным требованиям и условиям эксплуатации. Распространенные виды частотных преобразователей для скважинных насосов включают в себя:
- Однофазные преобразователи – используются в скважинах, где подводится только однофазное питание, например, от солнечных батарей или генераторов;
- Трехфазные преобразователи – наиболее распространенный тип преобразователя для скважинных насосов. Они используются в скважинах, где подводится трехфазное питание;
- Многоканальные преобразователи – предназначены для управления несколькими скважинными насосами одновременно. Они позволяют экономить энергию и повышать эффективность эксплуатации системы в целом;
- Частотные преобразователи с плавным пуском – преобразователи с функцией плавного пуска могут снижать ток на старте и предотвращать резкие перепады напряжения в сети. Это позволяет снизить износ оборудования и увеличить его срок службы;
- Преобразователи со встроенным контроллером – эти устройства позволяют контролировать работу скважинного насоса через различные сенсоры и датчики, такие как датчик уровня воды, температуры, давления и т.д. Они также могут настраиваться для разных режимов работы, например, для автоматической адаптации к изменению условий эксплуатации.
- Частотные преобразователи с функцией поддержки рабочего давления – позволяют управлять давлением воды в системе и поддерживать его на заданном уровне. Они могут использоваться для защиты насоса от излишнего напряжения и повышения эффективности работы системы.
Стоит отметить, что обеспечить эффективность использования образователя позволяет правильно подобранное устройство к вашему скважинному насосу.
Устанавливать и регулировать работоспособность преобразователя должен квалифицированный мастер, потому как в ином случае может произойти сбой в работе скважинного насоса, что приведет к непредвиденным затратам на ремонту оборудования.
Подбор частотного преобразователя
Подбор частотного преобразователя для скважинного насоса зависит от многих факторов, включая мощность насоса, глубину скважины, диаметр трубы, давление и скорость потока воды, а также от условий работы насоса.
Перед тем, как выбрать частотный преобразователь, необходимо определить требования к работе насоса, такие как:
- требуемый диапазон частот;
- максимальный и минимальный поток воды и давление;
- максимальная мощность насоса.
Также следует учитывать, что использование частотного преобразователя может привести к увеличению размеров насоса, поскольку он должен быть способен выдерживать высокие частоты вращения.
Ключевые моменты выбора частотного преобразователя для скважины:
- Соответствие мощности насоса и мощности преобразователя. Преобразователь должен иметь достаточную мощность для управления насосом и обеспечения необходимых параметров работы;
- Преобразователь должен иметь защиту от перегрузок и коротких замыканий, так как работа в условиях высокой влажности может повысить вероятность возникновения коротких замыканий;
- Надежность и долговечность прибора, поскольку это устройство будет работать в тяжелых условиях и должно быть способным выдерживать нагрузки.
Выбор частотного преобразователя для скважинного насоса требует тщательного анализа технических требований и условий работы насоса, а также соответствия мощности насоса и преобразователя, защиты от перегрузок и коротких замыканий, и надежности устройства.
Квалифицированный специалист нашей фирмы поможет правильно выбрать и установить частотный преобразователь, чтобы обеспечить оптимальную работу скважинного насоса.