Оптимизация процессов и сокращение издержек важны на любом уровне — от крупного предприятия до частного индивидуального хозяйства. Существенно повысить эффективность помогает модернизация насосного оборудования. Включение в систему частотного преобразователя для управления насосами улучшает качество работы и заметно экономит денежные средства на обслуживание и ремонт.
Что такое преобразователь частоты, зачем он нужен
Частотный преобразователь (ПЧ, преобразователь частоты, частотник, частотный регулятор) — современное высокотехнологичное устройство с микропроцессорным управлением, множеством функций и гибкими настройками.
Частотники созданы для качественного контроля скорости и/или момента электродвигателей переменного тока любого назначения, методом согласованного изменения выходной частоты и напряжения.
Современные модели способны преобразовывать 50 Гц входящей электросети в необходимые значения. Встроенный инвертор формирует электрическое напряжение заданной формы на обмотках контролируемого электродвигателя.
Благодаря этому можно плавно запускать и останавливать двигатель, поддерживать его обороты в нужном диапазоне и оперативно изменять их до нужных значений.
В насосных системах функцию привода выполняет электродвигатель. Поэтому для управления насосом частотник подходит наиболее оптимально. Практически любой электронасос можно дооснастить преобразователем.
Разновидностей ПЧ существует множество. Для управления однофазными и трехфазными электронасосами используют универсальные общепромышленные (например, «Веспер» из линейки EI-7011), которые управляют любыми электродвигателями в широком диапазоне мощностей.
Но выгоднее купить для насосов специализированный частотный преобразователь (например, «Веспер» E5-Р7500. Такие модели ПЧ настроены на выполнение конкретного круга задач, заранее оснащены всем необходимым — переплачивать за лишний функционал не нужно.
Помимо опций и функционала, преобразователь частоты для насоса должен соответствовать мощностным характеристикам управляемого привода. Производители насосов в техническом паспорте указывают, какой преобразователь подойдет к данной модели оборудования. Если таких рекомендаций нет, за помощью по подбору можно обратиться к специалистам компании «Веспер».
Принцип работы преобразователя частоты в тандеме с насосом
Классическая водопроводная насосная система, без ПЧ в контуре, работает по принципу дросселирования. Электродвигатель в этой схеме постоянно работает на максимальных оборотах, а давление в системе регулируется запорной арматурой, управление в лучшем случае осуществляется с помощью реле или же вручную.
Метод имеет ряд существенных недостатков:
- быстрый износ оборудования;
- высокий расход электроэнергии;
- частые аварийные ситуации;
- низкое качество работы.
Лишь в периоды пикового потребления воды насос работает в режиме максимальной нагрузки. Во всех остальных случаях повышенная мощность оборудования не оправдана.
Это учитывается в продвинутой классической схеме, за остановку и старт электронасоса отвечает автоматика (реле). Но так как реле не способно регулировать обороты привода, по сигналу происходит резкий старт на максимальные обороты.
Это приводит к гидроударам и перегрузкам в электросети, в результате система быстро изнашивается.
Частотные преобразователи «Веспер» для управления насосами оснащены микропроцессорами с обратной связью. С их помощью можно интеллектуально и бережно регулировать работу оборудования в соответствии с текущими потребностями системы.
Алгоритм работы прост. Когда датчики фиксируют, что уровень давления в трубопроводе либо уровень в резервуаре упал ниже минимума, передается сигнал на преобразователь. Тот плавно запускает электромотор насоса, ударные нагрузки на трубопровод и электросеть исключаются. Подходящее время разгона электродвигателя можно выставить самостоятельно.
Датчики в режиме реального времени передают на преобразователь информацию в процессе разгона насоса. После того, как требуемые величины достигаются, ПЧ прекращает разгон и поддерживает частоту оборотов электромотора.
Если уровень снова начнет падать или расти, микропроцессор автоматически отрегулирует давление, изменив производительность насоса.
Параллельно частотник выполняет функции защиты (отключает оборудование при сильных колебаниях тока в электросети).
Где используются насосные пч, плюсы и минусы применения
Частотники можно использовать с насосными установками самого различного назначения. Особенно важны частотные преобразователи для насосов систем горячего и холодного водоснабжения, отопления.
Результат модернизации конечный потребитель ощутит и оценит сразу же. Водонапорная система с ПЧ в составе функционирует полностью в автономном режиме.
При этом качество подачи воды остается неизменным в любое время суток.
Масштаб системы не имеет значения. ПЧ способны заметно поднять эффективность промышленных насосных станций и бытовых колодезных и артезианских миниводокачек на один дом.
Преимущества управления насосами с преобразователем частоты:
- экономия электроэнергии (до 30–40%);
- исключена ситуация «сухого хода» (без воды в системе);
- нет температурных скачков при подаче горячей воды;
- стабильная сила напора;
- отсутствует избыточное давление в трубах;
- продлен ресурс электронасоса и трубопровода;
- снижен уровень шума;
- можно упростить систему, убрать из схемы гидроаккумулятор и др. ненужные узлы и агрегаты.
Минусы схемы с ПЧ:
- начальные вложения на покупку прибора;
- необходим специалист для подключения и настройки оборудования.
Эти недостатки быстро компенсируются за счет удешевления обслуживания. В результате сокращаются издержки на поддержание работоспособности и ремонт, стоимость владения в целом уменьшается, а комфорт заметно повышается.
Видео
Что нужно знать для правильного выбора преобразователя частоты?
Преобразователь частоты предназначен для управления скоростью вращения трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором.
Внешний вид частотных преобразователей
Частотные преобразователи применяются в следующих случаях:
- при необходимости изменения скорости вращения электродвигателя;
- при необходимости поддержания значения технологического параметра (например, давления) посредством изменения скорости вращения электродвигателя;
- отсутствует питание 380В. Частотные преобразователи с питанием 220В поставляются на мощность до 2,2кВт включительно. Мощность двигателя при этом не теряется (Если двигатель имеет возможность переключения «звезда-треугольник» 380/220, то он может быть включен от однофазной сети 220В);
- требуется подключение к промышленной сети двигателей с “нестандартным” напряжением питания и частотой.
Кроме основных функций, ПЧ обеспечивает
- возможность включения реверса без дополнительного оборудования;
- ограничение пускового тока двигателя;
- контроль тока двигателя;
- плавный разгон и торможение (настраиваемые по времени);
- дополнительную защиту двигателя;
- возможность пропуска резонансных частот;
- стабилизацию момента двигателя даже при колебаниях входного напряжения;
- возможность остановки с замедлением;
- возможность экономии электроэнергии при частично загруженном двигателе (даже без датчика обратной связи);
- работу со встроенным таймером и счетчиком;
- переход в “спящий режим” с отключением насоса при отсутствии водопотребления;
- возможность автоматического перезапуска при восстановлении питания.
Все перечисленные параметры (функционал) поддерживают преобразователи частоты ELHART серии EMD-MINI и EMD-PUMP.
2. Подбор частотного преобразователя
2.1 Преобразователь частоты для однофазного двигателя
Стоит обратить внимание, что стандартные частотные преобразователи не предназначены для работы с однофазными двигателями. Почти все представленные на рынке частотные преобразователи предназначены для управления скоростью вращения трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором.
Чаще, когда говорят “однофазный преобразователь частоты”, имеют ввиду частотный преобразователь с питанием от однофазный сети напряжением 220В. Такой преобразователь имеет на выходе 3 фазы по 220В и также предназначен для управления трехфазным асинхронным двигателем.
Тем не менее, преобразователи частоты для однофазных двигателей существуют, но встречаются крайне редко.
Рисунок 1 — ПЧ для трехфазного двигателя
2.2 Подбор частотного преобразователя по мощности
При подборе преобразователя в первую очередь нужно ориентироваться на ток и напряжение питания электродвигателя. Эта информация указывается на шильдике двигателя.
Рисунок 2 — Шильдик двигателя
1. Напряжение на обмотках.
Двигатель, шильдик которого показан рисунке 2, способен работать при трехфазном напряжении 220В (обмотки должны быть соединены в схему «треугольник») и при трехфазном напряжении 380В (соединение «звезда»). Если на шильдике указано 380/660, то такой двигатель может быть подключен к ПЧ с питанием 220В, но в таком случае не будут обеспечены номинальные характеристики двигателя.
2. Номинальный линейный ток двигателя. Данный двигатель потребляет 1,44А при подключении треугольником (питание 220В) и 0,83А при подключении звездой (питание 380В).
Остальная информация, приведенная на шильдике электродвигателя, не влияет на выбор ПЧ.
Несмотря на указанный на шильдике двигателя ток, наиболее правильным методом определения рабочего тока является его непосредственное измерение при работе двигателя. Это позволит избежать проблем в случае работы двигателя при повышенном токе. Фактический длительный рабочий ток двигателя не должен превышать номинальный выходной ток преобразователя.
Купить частотный преобразователь подобрав его по мощности двигателя не правильно, так как мощность двигателя зависит от КПД и коэффициента мощности (cosφ), а указанная на электродвигателе мощность относится к механической мощности двигателя на валу, а не к потребляемой от источника питания активной мощности, как это принято для других потребителей электроэнергии.
Для примера сравним токи двигателей 1,5кВт с током ПЧ той же мощности ELHART EMD-MINI – 015 T (1,5кВт, 4А, 380В), ELHART EMD-MINI – 015 S (1,5кВт, 7А, 220В).
| АИР 80 А2 | 1,5 | 3000 | 6,2 / 3,6 | 78,5 | 0,85 | 6,5 |
| АИР 80 В4 | 1500 | 6,8 / 3,9 | 78,5 | 0,80 | 5,3 | |
| АИР 90 L6 | 1000 | 7,3 / 4,2 | 76 | 0,70 | 5,0 |
Двигатель АИР 90 L6 (1000 об/мин) при одинаковой с частотным преобразователем мощности потребляет в номинальном режиме ток 4,2 А при питании 380 В, а преобразователь имеет номинальный выходной ток 4,0 А.
При соединении этого же двигателя в «треугольник» с питанием 220 В номинальный ток составит 7,3А, а преобразователь частоты рассчитан на 7,0А. Следовательно, как при питании 380В, так и при 220В указанный двигатель необходимо подключать к частотному преобразователю мощностью на ступень выше (2,2кВт):
Благодаря частотному преобразователю есть возможность подключать двигатели с “нестандартным” питанием к промышленной сети 220 или 380В. При этом главное, чтобы номинальное напряжение питания двигателя не превышало питание ПЧ, а номинальная частота поддерживалась ПЧ.
Например, машинка для стрижки овец МСУ-200 питается от переменного напряжения 36В частотой 200Гц. Для работы с такой машинкой в настройках преобразователя частоты задается номинальное напряжение питания двигателя — 36В и номинальная частота двигателя — 200Гц.
Несмотря на мощность электродвигателя 115Вт, рабочий ток составляет около 3А. Кроме номинального тока двигателя необходимо учитывать амплитуду, частоту и длительность возможных перегрузок. В моменты перегрузок ток указанной машинки может доходить до 7А.
Частотный преобразователь ELHART EMD-MINI выдерживает перегрузку 150% от номинального тока в течение 60 секунд; EMD-PUMP – 120% в течение 60 секунд.
Следовательно, номинальный ток ПЧ должен быть не менее 7 ÷ 150% = 4,7А. Для подключения к сети 220В выбираем преобразователь частоты ELHART EMD-MINI – 007S (0,75кВт, 5А, 220В). Для подключения к сети 380В выбираем ПЧ ELHART EMD-MINI – 022T (2,2кВт, 5А, 380В).
Обратите внимание: при небольшом запасе по току в данном примере, мощности ПЧ в 6 и 20 раз больше мощности соответствующего двигателя!
2.3 Выбор между векторным и вольт-частотным режимом управления
По режиму управления частотные преобразователи можно разделить на вольт-частотные и векторные. Рассмотрим особенности работы этих режимов.
Вольт-частотный (или скалярный) режим управления ПЧ
- Поддерживает постоянной величину магнитного поля статора при заданной частоте (отношение напряжения питания к частоте постоянно). Это значит, что при различных скоростях номинальный момент на валу двигателя останется неизменным. Есть особенности работы на низких частотах. Подробности расписаны в разделе “Возможный диапазон регулировки частоты вращения двигателя с помощью ПЧ”;
- Скорость вращения двигателя зависит от приложенной нагрузки: при увеличении нагрузки двигатель замедляется, при уменьшении — ускоряется. При постоянной нагрузке скорость вращения не изменяется;
- Позволяет работать с несколькими двигателями одновременно (для работы с несколькими двигателями необходимо обеспечить дополнительную защиту по току для каждого двигателя).
Векторный режим управления ПЧ:
- поддерживает постоянную скорость вращения при изменяющихся нагрузках (за счет автоматической регулировки выходного напряжения);
- более стабильно работает при низких частотах (за счет компенсации падения напряжения в обмотках двигателя).
Особенности работы векторного режима:
- возможно изменение скорости вращения при постоянной нагрузке в пределах 2Гц (вследствие поиска оптимального напряжения). Это нормально и не является неисправностью;
- возможна работа только с одним двигателем (не поддерживает многодвигательный режим);
- работает корректно, если правильно введены паспортные данные двигателя и успешно прошло его автотестирование.
И вольт-частотный и векторный режимы управления при наличии встроенного ПИД-регулятора способны точно поддерживать технологический параметр по датчику обратной связи (скорость, давление, влажность, температуру и другие).
Как правило, для большинства применений достаточно использования вольт-частотного режима. Такими применениями являются насосы, вентиляторы, конвейеры, деревообрабатывающие станки, высокоскоростные шпиндели фрезерных станков, простые куттеры, прессы, упаковочные станки, фасовочные аппараты, дозаторы, компрессоры и другое оборудование.
Векторный режим обычно применяется при работе с подъемно-транспортными механизмами, на дробилках, буровом оборудовании и другими нагрузками, где требуется высокий момент в области низких частот и при запуске, а также нет четкой зависимости момента нагрузки от скорости вращения.
2.4 Поддерживаемые способы управления преобразователем частоты
Так как преобразователь частоты обычно устанавливается в шкаф управления, то для доступа к встроенной панели необходимо каждый раз открывать дверь шкафа (в случае работы в пыльном производстве — мука, пыль, цемент — частое открытие двери недопустимо). Кроме того, часто преобразователь устанавливается рядом с двигателем, а пульт оператора находится в стороне.
С помощью выносного пульта управления EMD-Mini — RCP (не входит в комплект поставки) можно реализовать дистанционное управление преобразователем частоты EMD-Mini на расстоянии до 2 метров. Выносной пульт имеет абсолютно те же функции и возможности, что и панель управления на самом частотном преобразователе.
В частотных преобразователях ELHART серии EMD-PUMP встроенный пульт является съемным и имеет возможность выноса с помощью входящего в комплект двухметрового кабеля.
Для дистанционного управления пуском и остановом двигателя с помощью кнопок и переключателей необходимы дискретные входы.
Наличие аналогового входа позволяет дистанционно осуществлять плавную регулировку оборотов с помощью потенциометра или аналогового сигнала 0…10В/4…20мА. Совместно со встроенным ПИД-регулятором аналоговый вход позволяет непрерывно поддерживать значение технологического параметра (давление, расход, температура и т. д.)
Наличие интерфейса RS-485 либо RS-232 позволяет подключиться к верхнему уровню АСУТП.
Программный режим позволяет изменять скорость и направление вращения по заранее заданной программе.
2.5 Подбор частотного преобразователя для насоса
Отдельное внимание стоит уделить частотным преобразователям насосной серии. От остальных преобразователей их отличает заложенный алгоритм работы с несколькими двигателями. А именно: чередование двигателей и каскадный режим.
Режим чередования применяется для равномерного износа двигателей. Каскадный режим применяется, когда необходимо с помощью одного частотного регулятора управлять несколькими насосами.
Особенность каскадного режима заключается в том, что частотный преобразователь небольшой мощности способен регулировать производительность или давление в широком диапазоне, включая в работу минимально необходимое количество насосов.
Преобразователи частоты ELHART EMD-PUMP могут управлять группой от 2 до 7 насосов. Возможна работа с насосами разной мощности, в таком случае мощность ПЧ определяется наиболее мощным насосом.
2.6 Дополнительное оборудование
В некоторых случаях при использовании преобразователя частоты может потребоваться установка дополнительного оборудования:
- Тормозной резистор необходим для рассеивания энергии, поступающей в ПЧ от двигателя, который работает в генераторном режиме. Тормозной резистор используется для обеспечения быстрой остановки или замедления двигателя (особенно с высокоинерционными нагрузками), при работе с подъемно-транспортными механизмами (краны, лифты, наклонные транспортеры, подъемники), высокоинерционными применениями (дымососы, центрифуги, рольганги, тягодутьевые механизмы, транспортные тележки), в применениях, где важна точность позиционирования.
- Моторный дроссель устанавливается при расстоянии между двигателем и преобразователем более 30м; защищает двигатель от импульсных токов, уменьшает помехи, ограничивает амплитуды тока короткого замыкания, снижает скорость нарастания тока КЗ и, как следствие, улучшает защиту преобразователя от КЗ.
- Сетевой дроссель подключается ко входу преобразователя и является двухсторонним буфером между сетью электроснабжения и преобразователем частоты. Защищает от пиковых скачков напряжения в сети. Установка сетевого дросселя рекомендуется при нестабильных параметрах сети (пульсация, провалы напряжения), при перекосе фаз более 3%, если мощность источника питания (распределительного трансформатора) более 500 кВА и превышает в шесть и более раз мощность преобразователя или если длина кабеля между источником питания и ПЧ менее 10м. Использование сетевых дросселей значительно повышает срок службы и надежность работы частотных преобразователей.
3. Диапазон регулирования скорости вращения двигателя при использовании преобразователя частоты
3.1 Использование ПЧ для уменьшения скорости вращения двигателя
Для работы на низких частотах (ниже 10-15 Гц) необходимо особое внимание уделить охлаждению двигателя и моменту на валу.
Электродвигатель закрытого типа с вентиляторным охлаждением (TEFC) имеет охлаждение только за счет встроенного вентилятора. Производительность вентилятора охлаждения уменьшается пропорционально скорости вращения двигателя. При занижении оборотов двигателя эффективность охлаждения снижается, что приводит к перегреву двигателя и возможному выходу из строя.
Существует несколько вариантов охлаждения электродвигателя при работе на низких частотах:
- сократить период непрерывной работы двигателя на низкой частоте
- организовать дополнительное охлаждение;
- уменьшить нагрузку на валу двигателя;
- установить понижающий редуктор, что позволит повысить обороты двигателя;
- использовать двигатель большего типоразмера.
Вольт-частотный метод регулирования позволяет сохранять постоянный момент на валу двигателя при различных скоростях. При работе на низких частотах (ниже 5-10 Гц) момент на валу будет зависеть от характеристики конкретного двигателя (активного сопротивления обмоток).
Для сохранения момента на частотах ниже 5-10 Гц может потребоваться корректировка минимального напряжения кривой U / f. Увеличение значения напряжения вызовет увеличение пускового момента, но также приведет к увеличению потребляемого тока, а пропорционально увеличению протекающего тока усиливается нагрев.
Рекомендуемый диапазон регулирования частоты при вольт-частотном управлении: 5-50 Гц. Преобразователь частоты ELHART EMD-MINI поддерживает регулировку частоты от 0,5 до 999,9 Гц.
Векторный метод регулирования способен более точно поддерживать момент при низких частотах (особенно при изменяющейся нагрузке). Диапазон возможной регулировки шире, чем у вольт-частотного режима и зависит от конкретной модели (фирмы, серии) ПЧ. Для векторного управления рекомендовано использовать преобразователи частоты Delta Electronics серии VFD-E и VFD-C.
Для увеличения пускового момента рекомендуется использовать частотный преобразователь большей мощности (так как преобразователь может обеспечить двигатель только полуторократным током (номинальный ток × перегрузочную способность ПЧ).
3.2 Использование ПЧ для увеличения скорости вращения двигателя
Преобразователь частоты можно использовать для увеличения скорости вращения двигателя выше номинальной. При этом важно учесть, что при увеличении частоты выше номинальной, момент (Т) уменьшается пропорционально квадрату отношения напряжение/частота.
При частоте f = 70 Гц момент на валу уменьшается в 2 раза T = 0,5 × Tном; при частоте f = 100 Гц момент уменьшается в 4 раза T = 0,25 × Tном. Следовательно, увеличивается риск перегрузки двигателя.
Кроме того, увеличивается нагрузка на подшипники.
Инженер ООО «КИП-Сервис»Рыбчинский М.Ю.
Подбор частотного преобразователя для скважинного насоса 220 V
Частотный преобразователь для скважинного насоса 220В или ПЧ, который также называется электроприводом, используют для изменения частоты в трехфазных и однофазных сетях переменного тока.
Наши ЛЭП выдают 50 Гц, но этот прибор позволяет получить на выходе от 1 до 800 Гц.
Для скважинных насосов нужны приводы в виде асинхронного двигателя с фазным ротором, работающим в режиме генерирующего преобразования.
Электроприводы для погружных насосов Источник vodomaster.ru
Это важно! Практикой подтверждён факт, что с установкой инвертора для скважинного насоса можно сэкономить до 50% электроэнергии, потребляемой при заборе воды.
Принцип работы и правила монтажа
Сначала следует разобраться, какой вам нужен частотник для скважинного насоса, и тогда будет проще осуществить его монтаж.
Дело в том, что производители подобных агрегатов довольно-таки часто выпускают обсуждаемые устройства с предусмотренным по умолчанию ПЧ и тогда эта статья приобретёт для вас исключительно познавательный смысл.
Но такая комплектация не всегда имеет место, следовательно, вам придётся покупать инвертор отдельно. Так что в магазине вы можете приобрести либо насос с частотным регулированием, либо без него.
Так работает интегрированный или наружный частотный инвертор Источник nasosovnet.ru
Причины для использования ПЧ
В пользу насосов с частотным преобразователем можно назвать, как минимум, четыре причины:
- Прибор защищает электродвигатель от скачков напряжения, которые особенно актуальны за городом при слабом трансформаторе на ТП.
- Блокирует холостой ход агрегата.
- Благодаря отладке пускового момента, инвертор сглаживает водяной удар.
- Снижается потребление электроэнергии на 30-50%, тем самым повышается эксплуатационный ресурс насоса.
Подключение насоса к системе водоснабжения Источник strojdvor.ru
Важно: все преобразователи частоты для скважинного насоса оснащены датчиками давления для автоматического пуска-отключения двигателя. Такая функция поддерживает заданный баланс в системе (при заводских настройках по умолчанию стоит 2,5 атм, но этот показатель можно изменить в любую сторону).
Комплектация и возможности ЧП
Блок управления насосами с частотным преобразователем Источник nasosovnet.ru
Каким бы ни был частотник для насоса (интегрированным или внешним), вам всё рано придётся оборудовать место для небольшой насосной станции, чтобы установить там гидроаккумулятор, реле давления, фильтры и т.д.
, так что место для ЧП всегда найдётся.
Как правило, такую НС размещают в котельной, но в тех случаях, когда монтаж осуществляется в домашних условиях (частный сектор), то это может быть любая комната или утепленная яма.
Теперь немного подробнее о преобразователях, в зависимости от места размещения:
- Интегрированные. Для таких моделей не нужно отдельно покупать электрический привод – он уже либо закреплен на корпусе насоса, либо интегрирован в схему двигателя. Безусловно, такое оборудование стоит дороже, но, увы, за качество приходится платить.
- Внешние. У таких узлов есть некоторые преимущества, и они больше востребованы в промышленности. Дело в том, что в данном случае двигатели не ограничиваются по мощности, поэтому могут быть задействованы при бурении полезных ископаемых. Следует отметить, что наружные преобразователи никак не связаны с производством обговариваемых насосов, так как ЧП задействованы в разных сферах электротехники и электроники.
1- С интегрированным частотным преобразователем; 2 – обычный насос Источник vodomaster.ru
Если говорить о возможностях частотника для скважинного насоса, а также узла в целом, то это работа:
- узла с постоянной определенной характеристикой;
- с возможностью компенсировать перепады давления (плюс датчик давления);
- с поддержанием регулируемого объема жидкости (плюс расходомер).
Пояснение: к примеру, для поддержания постоянного давления в системе холодного водоснабжения лопасти турбины должны вращаться с определённой скоростью. Если кто-то открыл кран, они завертятся быстрее, а если закрыл – сбавят обороты или вообще остановятся.
Снижение расхода электроэнергии
Если насос не будет работать вхолостую, затраты на электроэнергию уменьшатся Источник dr-group.ru
Подавляющее большинство инженерных коммуникаций в промышленном и жилом секторе, на подпитку которых нужна электроэнергия, используют её в разном количестве.
Это означает, что разница между пиковой и потенциальной фазой потребления меняется чуть ли не в два раза.
Это зависит от времени суток (день или ночь), времени года (потребность кондиционирования и/или отопления), дней недели (рабочие или выходные дни). Но это не только бытовые электроприборы, но также водопотребление.
Например, в учебных заведениях во время каникул показатели чуть ли не нулевые, зато в это же время (особенно, на юге) резко возрастает приток жильцов в отелях и гостиницах.
Все эти люди хотят пить, мыться, готовить еду, мыть посуду, делать влажную уборку и т.д, но для этого нужна вода.
По понятным причинам в таких местах устанавливают наиболее мощное оборудование, но вот, пик спадает, и что делать с этими мощностями? Вот здесь как раз и помогает частотное регулирование насосов.
Важно: потребность работы электрического насоса в одном режиме при разном потреблении воды, благодаря ЧП, отпадает автоматически.
1 – Насос hp Technik; 2 – электродвигатель; 3 – крепёжный кронштейн агрегата; 4 – соединительная муфта Источник hp-technik.ru
Технические характеристики насосов hp Technik разной модификации с интегрированными электроприводами:
| Марка | Агрегат | Произв. на 30 об/мин, л/час | Мощность двигателя, kW | Тип BG | Соединение G | Нагрев, W | Ø вала, мм | Артикул |
| hp Technik UMG | hp Technik UHE | |||||||
| 1105 | A2-PZ | 155 | 0,55 | 80 | 1/2ˮ | 110 | 12 | 039905002 |
| 1106 | A3-P | 260 | 0,55 | 80 | 1/2ˮ | 110 | 12 | 039905006 |
| 1107 | A4-M | 425 | 0,75 | 80 | 1/2ˮ | 110 | 12 | 039905011 |
| 1108 | A5-GZ | 500 | 0,75 | 80 | 1/2ˮ | 110 | 12 | 039905016 |
Правила подбора
Компактный частотный преобразователь Источник chistotnik.ru
Пожалуй, вы уже убедились в технической и экономической пользе от преобразователя частоты для насоса, но это ещё не все – нужно научиться правильно подбирать такие приборы. Это не так сложно, как может показаться на первый взгляд, во всяком случае, здесь достаточно среднего образования (если оно, конечно, полноценно). Итак, нужно принять во внимание следующие факторы:
- номинальную мощность электрического двигателя и ток пусковой обмотки. Если вам известны эти показатели, то выбирайте преобразователь частоты для скважинного насоса, где аналогичные данные больше, как минимум, на 20-25%:
- обязательно проверьте, чтобы была возможность подключить датчик обратной связи по давлению с системой трубопрода-скважины;
- обратите внимание, достаточно ли просто для вас осуществлять контроль режима собранного узла, а также как привод реагирует на аварийные ситуации (можно протестировать).
Еще следует обращать внимание на факторы, связанные с местом назначения, или где будут пользоваться насосами с частотным преобразователем.
Это в первую очередь указывает на напряжение: в частном секторе, магазинах, небольших предприятиях, больницах, учебных заведениях и т.п. напряжение обычно составляет 220 V.
В таких условиях используют насосы средней, а чаще малой мощности, следовательно, подобрать электропривод будет легче. Есть, конечно, исключения, но они всего лишь подтверждают правило.
Российский рынок бытовой и электронной техники предлагает потребителям частотные преобразователи разного назначения, от отечественных и зарубежных производителей.
Это говорит о том, что можно выбрать для себя какую-либо недорогую серию, например, hp Technik, о которой упоминалось выше или любую другую марку.
Вам останется только сделать несложные расчеты по мощности и приобрести подходящий товар.
Заключение
Если вы живете за городом либо владеете каким-то офисом или торговым заведением, где нет централизованного водоснабжения, то насос с частотным преобразователем (интегрированным/внешним) вам очень может понадобиться.
Подбор преобразователя частоты для насоса. Примеры подбора
Преобразователи частоты (ПЧ) используются для привода различного оборудования (конвейеры, компрессоры, вентиляторы и т.д.), но в данной статье мы разберем только технические аспекты выбора ПЧ для насосного оборудования и приведем два конкретных примера.
В “насосных” сериях преобразователей частоты производитель уже сделал основной выбор за клиента — модели оптимально подходят по диапазону регулирования частоты и мощности, входному и выходному напряжению, количеству выходных сигналов, току перегрузки и необходимым защитам.
Подбор преобразователя частоты по мощности двигателя — скользкий путь
Многие производители уже в названии модели преобразователя указывают его номинальную мощность. Это касается как однофазных, так и трехфазных моделей. Например, в обозначениях моделей линейки Ermangizer мощность указывается в конце наименования – популярная модель ER-G-220-02-1,5 рассчитана на насосы номинальной мощностью до 1,5 кВт.
На первый взгляд все очень просто. Зная мощность своего насоса можно подобрать частотный привод только по одному названию. При этом:
Паспортная мощность преобразователя частоты должна быть выше или равна номинальной мощности насоса.
Однако мы бы хотели предостеречь от такого простого подхода к подбору ПЧ, так как при подборе оборудования по мощности возможны ошибки!
Применительно к насосам задача не такая простая, как может показаться. Подвох заключается в том, что различные производители насосов могут указывать в документации различную мощность.
Большинство импортных производителей указывают номинальную мощность (так называемую Р2), по которой, во многих случаях, можно корректно производить подбор ПЧ.
Другие производители указывают в документации потребляемую мощность (так называемую Р1), собственно ту электрическую мощность за которую придется рассчитываться по счетчику (например так поступает завод «Промэлектро-Харьков», выпускающий популярные насосы Водолей). А разница между Р1 и Р2 может запросто достигать 30%. По какой подбирать? Ориентируясь на P1 вы выбираете ПЧ с более высокими характеристиками, чем вам необходимо, что приводит к переплате.
К сожалению, грамотность заполнения технической документации у многих насосов страдает. Часто и сами продавцы не понимают разницу между номинальной и потребляемой мощностью. Поэтому неудивительно, что в технических каталогах и документации на насосы иногда указывается просто “мощность”. Ориентируясь на такую безымянную мощность легко ошибиться с выбором.
Подбор преобразователя частоты по току двигателя — верный путь
Если формально подойти к выбору ПЧ по номинальной мощности может получиться так, что ПЧ будет подобран впритык, без какого-либо запаса. Это связано с тем, что все преобразователи частоты имеют ограничения по току двигателя.
У насосной техники есть один малоизвестный нюанс — разные типы насосов при одной и той же номинальной мощности имеют разные значения потребляемого тока. Например, у погружных насосов ток двигателя заметно превышает ток поверхностных насосов той же мощности, что связано с различиями в их конструкции.
Например:
- У поверхностного насоса Grundfos CR 5-9 (номинальная мощность 1,5 кВт, питание 3×400 В) потребляемый ток двигателя составляет 3,15 А.
- У погружного насоса Grundfos SP 5A-17 (номинальная мощность 1,5 кВт, питание 3×400 В) потребляемый ток двигателя составляет 4,2 А.
Как видно, потребляемый ток у погружного двигателя выше на 30%! Значения, конечно, могут колебаться в зависимости от многих факторов (количества ступеней насосной части, производителя двигателя и т.д.), но факт остается фактом.
На практике это приводит к тому, что подбор ПЧ по мощности для поверхностного насоса окажется правильным, в то время как такой же подход для погружного (особенно скважинного) насоса окажется неприменимым. При эксплуатации будет возникать перегрузка по току (Overload).
Для скважинных насосов немаловажным фактором является сечение силового кабеля. В виду значительной длины силового кабеля его сечение должно быть выбрано таким образом, чтобы общие потери по длине находились в пределах 3-4%. Да, эти проценты допустимы, но они тоже вносят свой вклад в увеличение потребляемого двигателем тока!
Необходимо также учесть, что ток двигателя, указанный в документации на насос, не всегда совпадает с фактическим (при эксплуатации). Кроме того, характеристики двигателя могут незначительно изменяться с течением времени.
Почему еще лучше ориентироваться на ток двигателя
У импортных однофазных насосов ток часто приводится под стандарт напряженияв 230 В, в то время как у нас до 2014 года в сети стандартным напряжением являлось напряжение 220 В.
В 2014 году в России стал действовать «ГОСТ 29322-2014: Напряжения стандартные». Согласно этому ГОСТУ, значение 230/400 В является результатом эволюции систем 220/380 В, которые завершили использовать в Европе и во многих других странах. Однако системы 220/380 В до сих пор продолжают официально применяться в России.
ГОСТ — это хорошо, но это еще не значит, что в вашей сети есть стабильное напряжение в 220 В. А чем ниже питающее напряжение, тем выше ток двигателя!
Приведем конкретный пример, показывающий зависимость тока двигателя от напряжения в сети.
| 1 x 220 В | 14,6 А |
| 1 x 230 В | 14,0 А |
| 1 x 240 В | 13,2 А |
Двигатели насосов имеют допуск на колебания напряжения в сети, чаще всего он находится в пределах от +6% до -10% от номинального значения. При частых перепадах, пониженном или повышенном напряжении рекомендуется установить стабилизатор напряжения.
Поэтому корректный подбор преобразователя частоты должен производиться не по мощности двигателя, а по потребляемому току, причем с обязательным запасом.
Номинальный (рабочий) ток преобразователя частоты должен быть выше номинального тока электродвигателя насоса. Рекомендуемый запас должен составлять 10%.
Можно выбрать модель и с большим запасом, но это просто приведет к удорожанию вашей покупки.
Подбор преобразователя частоты на конкретных примерах:
Разберем два примера подбора ПЧ для скважинных однофазных насосов, причем в первом случае производитель насоса указывает в документации номинальную мощность двигателя, а во втором случае потребляемую мощность.
Перед разбором примеров приведем сравнительную таблицу наиболее известных однофазных “насосных” преобразователей частоты:
| Sirio Entry 230 | до 1,5 кВт | до 10 А |
| ERMANGIZER ER-G-220-02-1,0 | до 1,0 кВт | до 6,5 А |
| ERMANGIZER ER-G-220-02-1,2 | до 1,2 кВт | до 8,5 А |
| ERMANGIZER ER-G-220-02-1,5 | до 1,5 кВт | до 10 А |
| ERMANGIZER ER-G-220-02-2,2 | до 2,2 кВт | до 16 А |
| ACTIVE DRIVER PLUS М/М 1,1 | до 1,1 кВт | до 8,5 А |
| ACTIVE DRIVER PLUS М/М 1,5 | до 1,5 кВт | до 11 А |
| ACTIVE DRIVER PLUS М/М 1,8 | до 1,8 кВт | до 14 А |
Пример №1
Исходные данные — скважинный насос AquarioASP 1.5C-120-75 со следующими характеристиками: номинальная мощность двигателя (Р2) 1,1 кВт, напряжение питания в сети 1×230 В, ток двигателя 8 А.
С учетом 10% запаса по току необходимо подобрать однофазный ПЧ с рабочим током не менее 8,8 А.
Из линейки однофазных преобразователей подходят следующие модели:
- SirioEntry 230 (рабочий ток двигателя до 10,5 А)
- ERMANGIZER ER-G-220-02-1,5 (рабочий ток двигателя до 10 А)
- ACTIVE DRIVER PLUS М/М 1,5 (рабочий ток двигателя до 11 А)
Обратите внимание, что модели ERMANGIZER ER-G-220-02-1,2 и ACTIVE DRIVER PLUS М/М 1,1, которые формально подходят по мощности (1,1 кВт), лучше не выбирать, так как рабочий ток у них составляет всего 8,5 А. Данные модели не обеспечивают необходимо го запаса, что может стать причиной остановок по перегрузке.
- Пример №2
- Исходные данные — скважинный насос Водолей БЦПЭ 0,5-80, имеющий следующие характеристики: потребляемая мощность (Р1) 1,63 кВт, напряжение питания в сети 1×220 В, ток двигателя 7,5 А.
- С учетом 10% запаса по току необходим однофазный ПЧ с рабочим током не менее 8,25 А.
- Из линейки однофазных преобразователей подходят следующие модели:
- SirioEntry 230 (рабочий ток двигателя до 10,5 А)
- ERMANGIZER ER-G-220-02-1,2 (рабочий ток двигателя до 8,5 А)
- ACTIVE DRIVER PLUS М/М 1,1 (рабочий ток двигателя до 8,5 А)
Очевидно, что на самом деле насосу подходят ПЧ рассчитанные примерно на 1,1 кВт. Подбирая ПЧ под мощность в 1,63 кВт пришлось бы выбирать более мощную и, следовательно, более дорогую модель.
Ничего сложного в выборе преобразователя частоты нет, необходимо лишь внимательно отнестись к цифрам из технической документации производителя.
Перейти в раздел «Частотные преобразователи»
Загрузка...
