Статья расскажет о том, как снизить расход электроэнергии уже установленного или еще только планируемого к установке скважинного насоса, объяснит, что такое частотно-регулируемый электропривод, назовет его основные характеристики, преимущества и сферы применения.
Чем больше благ появляется у нас в доме, тем большая нагрузка ложится на плечи энергосистемы. Как следствие, растут платежи за электроэнергию, и многие хозяева стараются любыми способами сократить эту статью расходов, прибегая к различным энергосберегающим технологиям.
Бытовая техника с классом энергопотребления не ниже «А», экономичные осветительные приборы и многое другое можно увидеть практически в каждом доме.
Однако для загородного жилья с автономным водоснабжением помимо названных способов можно предложить и еще один довольно выгодный метод энергосбережения.
Немалая часть электричества расходуется на перемещение воды и газов в таких устройствах как насосы, вентиляторы, компрессоры.
Такое оборудование используют для работы системы теплоснабжения, снабжения питьевой водой (причем не только централизованного, но и индивидуального), функционирования канализации, промышленного перемещения жидкостей и газов. В большинстве случаев энергия здесь расходуется нерационально.
Обусловлено это тем, что потребление в этих системах неравномерно. Оно имеет пики с максимальной нагрузкой, занимающие очень малую часть от времени работы и редко превышающие пару часов за сутки. Именно на эти пики и рассчитано такое оборудование, как насос или нагнетатель.
В основном требуется не 100% подача жидкости или газа, а в районе 30–40% от максимально возможной нагрузки. Это легко увидеть на примере пиков водоразбора систем центрального питьевого водоснабжения: утренний и вечерний максимум противопоставлен ночному минимуму. Однако насос продолжает все это время работать на полную мощность и потреблять 100% энергии.
На сегодняшний день уже существует решение этой проблемы — частотно-регулируемый электропривод (ЧРЭП), о нем будет рассказано ниже.
Принципы регулирования потока жидкости без применения ЧРЭП
Для того чтобы оценить пользу от внедрения частотного регулирования, вспомним о повсеместно применяемых методах традиционного снижения подачи жидкости или газа. Для простоты примеры будем приводить на обычном водопроводе со стандартным насосом, оставив в стороне перемещение воздуха, нефти, газов и всевозможных промышленных жидкостей. К слову, принципы будут во многом схожи.
Одним из первых можно рассмотреть регулирование при помощи байпаса. Это обводная линия, представляющая собой ответвление от основного трубопровода, которая возвращает часть уже перекачанной насосом жидкости обратно на подачу того же насоса. Не смотря на возможность довольно точной подстройки системы под заданные параметры расхода воды, КПД у нее невероятно низкий.
Следующим в этом списке можно рассмотреть регулирование при помощи клапанов и прочих устройств, установленных за насосом и ограничивающих полезное сечение трубопровода. Этот вариант также можно рассматривать, как растрачивающий немалую часть электроэнергии впустую, так как созданный большой напор срезается этими устройствами до необходимого уровня.
Еще один вариант регулирования — периодическая работа насосов. Она предполагает включение оборудования лишь для наполнения резервуаров-аккумуляторов водой, после которого происходит автоматическая остановка. Из описанных выше он имеет, пожалуй, наилучший КПД, однако не лишен и недостатков:
- постоянные пуски/остановы снижают ресурс оборудования;
- существует риск гидроудара во время очередного запуска, который может вывести из строя трубопровод;
- неравномерное давление в сети.
Более надежный вариант — одновременная работа группы насосов. Этот метод предполагает включение резервного агрегата при увеличении водоразбора. Однако и он обладает кучей недостатков.
К примеру, при использовании насосов разной мощности и параметров работа всей системы будет нестабильна.
Да и стоимость такого метода регулирования достаточно велика, так как предполагает покупку не одной, а сразу нескольких единиц оборудования.
Принцип регулирования потока жидкости с применением ЧРЭП
Регулирование потока жидкости при помощи частотно-регулируемого электропривода призвано снизить процент впустую растраченной энергии во всех сферах где используются электродвигатели, а также имеет место переменная нагрузка.
В состав такого оборудования входит не только рабочий механизм насоса и электродвигатель. Здесь основную роль играет так называемый «частотник», он же преобразователь частоты.
Посредством установленных в сети датчиков он реагирует на все изменения и управляет подачей: на его выходе образуется заданное напряжение с определенной амплитудой, которое, в свою очередь, заставляет мотор и, соответственно, рабочий механизм насоса вращаться с определенной (замедленной) скоростью.
Так при увеличении расхода до пикового насос заработает с полной отдачей, но сразу же при снижении водоразбора — отреагирует снижением скорости вращения рабочего механизма. И, соответственно, сниженным потреблением энергии.
Следовательно, тот же объем жидкости, доставленный до нужного крана насосом с ЧРЭП, потребует меньше средств, чем израсходует аналогичная схема с постоянной скоростью вращения рабочего механизма оборудования. Это позволяет отказаться от таких малоэффективных методов регулирования как дросселирование или использование байпасов.
Применение ЧРЭП для скважинных насосов
Как уже упоминалось выше, в обычном загородном доме можно также применить технологию частотного регулирования. Есть возможность реализовать ее на системе горячего водоснабжения, отопления или на скважинном насосе. Последний вариант рассмотрим более подробно, так как именно там существует наиболее выраженная и понятная для обычного человека периодичность нагрузки:
- ночь — минимум, в рассматриваемой ситуации зачастую равный нулю;
- утро — максимум (умывание, душ, готовка завтрака и тому подобное);
- день — средняя (стирка, готовка, уборка);
- вечер — максимум (душ, ванна, приготовление пищи и так далее);
- ночь — очередной минимум.
Разделение, конечно, условное, однако обладатели загородного жилья иногда очень отчетливо ощущают пики, когда из-за снижения давления в сети вода из крана течет со слабым напором. Чего не наблюдается в другое время суток.
На сегодняшний день возможна не только покупка готового насоса с регулируемым приводом, но и дооснащение уже установленного преобразователем частоты. Последний при использовании совместно со скважинным погружным насосом должен обладать следующим набором функций:
- Встроенный ПИД (иногда ПИ, но такие встречаются в продаже реже) регулятор.
- Возможность оптимизации энергопотребления, позволяющая нормально снижать напряжение при незначительной нагрузке на привод.
- Возможность повторного запуска привода после какого-либо сбоя или ошибки автоматики без участия человека.
- Защита двигателя от перегрузки.
- Защита двигателя от перегрева.
- Защита от короткого замыкания.
- Защита насоса от сухого хода, т. е. от работы без воды при падении уровня в скважине ниже всасывающего патрубка. Перекачиваемая жидкость является для агрегата охлаждением и смазкой, поэтому ее отсутствие в работающем насосе приводит к перегреву и быстрому выходу из строя.
- «Спящий» режим при использовании преобразователя совместно с насосом, имеющим ограничение на работу при очень низких скоростях.
- Архив аварий. Эта опция незаменима при уточнении особенностей работы устройства в конкретных обстоятельствах при неоднократных (периодических) выходах из строя.
- Скалярное (вольт-герцовое U/f) или векторное управление для более точной подстройки привода, обеспечивающей нормальную плавную (без рывков) работу механизма.
Что касается выбора оборудования, то можно выделить следующие моменты:
- При выборе «частотника» следует большее внимание уделять не мощности, а номинальному току, причем должен предусматриваться некоторый запас. Обусловлено это тем, что у погружных электродвигателей номинальный ток несколько выше, нежели у стандартных моделей моторов.
- Перегрузочная способность устанавливаемого «частотника» должна быть достаточно большой (свыше 120%), в противном случае этот недостаток необходимо компенсировать мощностью двигателя, которая будет несколько повышена.
- В тех случаях, когда преобразователь планируется разместить в неотапливаемом помещении, он должен иметь подходящий рабочий диапазон температур и соответствующий класс защиты.
Помимо основного оборудования следует обратить внимание и на кабель — он должен быть большого сечения для того, чтобы предотвратить потерю напряжения по длине.
В качестве дополнительной защиты можно установить моторный дроссель, он дополнительно защитит от больших утечек тока и от срабатывания защиты от перегрузки.
Перед инвертором (преобразователем) можно также установить сетевой дроссель, он, в свою очередь, избавит от неполадок при работе от распределительного трансформатора.
Преимущества ЧРЭП помимо экономии энергии
Помимо экономии электроэнергии оснащение насосов регулируемым электроприводом имеет и другие положительные стороны.
Во-первых, значительно, практически вдвое, увеличивается ресурс оборудования, так как снижается количество пусков и остановов.
Во-вторых, можно существенно уменьшить емкость бака-аккумулятора, так как при увеличении расхода насос автоматически начинает работать с большей отдачей. Для того чтобы любой максимум потребления не привел к снижению давления в сети, к установке можно предусматривать и насос с заведомо большей мощностью — расход электроэнергии вырастет незначительно.
Еще один положительный фактор — плавные пуски и остановы, которые сводят на нет вероятность возникновения гидроудара в сети. Как следствие, не только оборудование, но и сам водопровод прослужит дольше обычного.
Фирмы производители и срок окупаемости
На рынке представлены различные производители частотно-регулируемых приводов. Можно увидеть разнообразие продукции именитых фирм мирового класса типа АВВ и SIMENS, и образцы отечественного производства. Стоимость у именитых брендов будет соответствующая, а вот что касается качества, то его вполне реально встретить и у российских фирм.
Что касается сроков окупаемости, то в каждом случае он будет рассчитываться индивидуально. Обычно средства полностью покрываются экономией за срок от полугода до двух лет, но могут быть единичные исключения.
Можно выделить следующую закономерность — чем больше мощность у насоса, тем дороже он будет стоить, соответственно, и частотно регулируемый электропривод к нему будет дороже менее мощного аналога. Но такой насос и электроэнергии потребляет больше — следовательно, экономия при использовании «частотника» будет более значительна и он окупит себя раньше.
Еще один факт: установка частотно-регулируемого электропривода оправдает себя раньше в сети, у которой неравномерность работы более выражена, а пики (максимальная нагрузка) происходят редко и кратковременны.
В заключение хочется отметить, что хорошо было бы применять такой способ регулирования не только в домашних условиях. Для многих предприятий это мероприятие по энергосбережению помогло бы снизить энергоемкость производства продукции. Коммунальное хозяйство тратило бы меньше средств на транспортировку воды в системах отопления и водоснабжения.
К тому же, технология частотного регулирования применима не только на насосах. Она с успехом может использоваться в любых сферах, где применяются электродвигатели: лифты, подъемники, любые гидравлические составляющие механизмов и прочие.
Переходя на рациональное расходование электроэнергии, мы снижаем нагрузку на ТЭЦ и АЭС, что в конечном итоге положительно сказывается не только на материальном состоянии государства, но и на экологии региона.
рмнт.ру
11.02.14
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»
Как выбрать частотный преобразователь
Преобразователь частоты — электронное устройство, которое управляет скоростью вращения трехфазного асинхронного двигателя. Изменение частоты выходного напряжения меняет скорость вращения ротора электродвигателя. Это важное оборудование в работе промышленных, энергетических, любых объектов, где используют электроприводы.
Современные ПЧ, кроме своей основной функции, позволяют контролировать и менять много других параметров в процессе работы двигателя. Поэтому они имеют широкий круг применения, а правильный выбор частотного преобразователя — задача, которая требует определенных знаний.
Применение
Современные частотные регуляторы используют для:
- Поддержания и изменения скорости вращения электродвигателя.
- Плавного пуска и торможения двигателя. Это снижает слишком большой пусковой ток и момент — исключает удары, рывки и повышенные механические нагрузки на привод. Таким образом, ПЧ защищает его и увеличивает срок службы оборудования.
- Поддержания нужного значения параметра за счет изменения скорости вращения двигателя. Таким параметром может быть: температура, давление, расход жидкости.
- Защиты электродвигателя при коротком замыкании. Преобразователь страхует при отклонениях от номинального напряжения сети, контролирует температуру механизма, не допускает перегрева. Благодаря этому ПЧ обеспечивает более длительную и надежную работу привода, уменьшает затраты на обслуживание и ремонт техники.
- Экономии потребления электроэнергии при частично загруженном двигателе до 50%.
- Точного управления и регулировки сложного оборудования движения: краны, конвейеры, лебедки.
Преобразователи частоты в основном используют на разных производствах в металлургии, энергетике, нефтяной сфере, для очистных сооружений, конвейерных линий. Также их применяют в бытовых сферах: погружные насосы, системы отопления в коттеджах и домах.
Базовые параметры
Подбор частотного преобразователя начинается с изучения основных характеристик.
Количество питающих фаз и номинальное напряжение
Если не учесть эти параметры и неправильно подключить оборудование, возникнут аварийные ситуации, и техника выйдет из строя.
Выпускают однофазные и трехфазные модели ПЧ. К однофазному на вход подключают однофазную сеть напряжением 220В, а на выходе получают три фазы с линейным напряжением 220В или 380В. К трехфазному подключают три фазы, соответственно.
Однофазный преобразователь, как и трехфазный, предназначен для управления трехфазным асинхронным двигателем и способен решать те же задачи.
Важно, чтобы номинальное напряжение питания двигателя не превышало питание ПЧ, а значения параметра питающей сети и электропривода совпадали.
Диапазон выходной частоты
Через изменение частоты выходного напряжения происходит управление скоростью вращения вала. Нужно обращать внимание на диапазон значений выходной частоты преобразователя, распространенный интервал — от 0 до 400 Гц.
Мощность
Ее значение у частотного преобразователя должно быть равно мощности двигателя либо превышать его. При работе с высокими пусковыми нагрузками допустимо, чтобы мощность ПЧ была выше на одну–две ступени: при этом нагрузка на преобразователь ниже — он будет меньше греться и прослужит дольше.
Важно помнить, что мощность двигателя зависит от КПД и коэффициента мощности, а указанное на электродвигателе значение относится к механической мощности двигателя на валу, а не к потребляемой от источника питания активной мощности, как у других электроприборов.
Номинальный ток
Электропривод не работает в идеальном режиме — всегда есть вероятность изменений динамических нагрузок на валу или превышения значений номинального тока. Чтобы обезопасить привод от возможных перегрузок, фактический длительный рабочий ток двигателя не должен превышать номинальный выходной ток частотного преобразователя.
Самый правильный метод определения рабочего тока — измерение его значения во время работы двигателя.
Чтобы правильно подобрать частотный регулятор, необходимо знать номинальные характеристики самого прибора и электродвигателя. Нужная информация есть в технической документации и на корпусе приборов.
На что еще обратить внимание
Кроме базовых характеристик, выбор частотного преобразователя делают на основе его типа управления и дополнительных возможностей.
Тип управления
По режиму управления преобразователи частоты делят на скалярные (вольт-частотные) и векторные.
Скалярный режим
Преобразователи с таким типом управления дешевле и проще в настройке, но не обеспечивают точной регулировки в широких пределах. При слишком низких или слишком высоких частотах параметры двигателя могут изменяться: при увеличении нагрузки двигатель замедляется, при уменьшении — ускоряется. При постоянной нагрузке скорость вращения не меняется.
ПЧ со скалярным управлением позволяет работать с несколькими двигателями одновременно, если обеспечить дополнительную защиту по току для каждого электродвигателя.
Вольт-частотный режим используют, когда параметры нагрузки заранее известны и стабильны. Например, для работы насосов, вентиляторов, конвейеров, упаковочных станков, прессов.
Векторный режим
Основная задача частотников с этим типом управления — поддерживать постоянную скорость вращения при резко меняющихся нагрузках. Это возможно за счет автоматической регулировки выходного напряжения.
Преобразователи такого вида имеют широкий диапазон режимов и настроек, стабильно работают при изменяющейся скорости и на сверхмалых оборотах. Они стоят дороже, требуют тонкой настройки и работают только с одним двигателем.
Векторное управление обычно применяют при работе с кранами, подъемными механизмами, на дробилках, буровом оборудовании и другими нагрузками, где нет четкой зависимости момента нагрузки от скорости вращения.
Дополнительные возможности
Функции управления
Можно выполнять плавный разгон и плавное торможение двигателя по заданному времени, повышение и понижение оборотов, поддержание определенной частоты.
Способ отвода тепла
Во время работы преобразователи частоты выделяют большое количество тепла. Поэтому их устанавливают на радиаторы для охлаждения. В определенных моделях частотников есть мощная система охлаждения с помощью кулеров, что позволяет снизить габариты и вес радиаторов.
Способность к перегрузкам
Современные частотные преобразователи с широтно-импульсной модуляцией могут выдерживать перегрузки до 200%.
Встроенный тормозной резистор
При обычном отключении питания торможение двигателя происходит по инерции, если нет естественного сопротивления: воды в трубе, потока обратного воздуха. Тормозной резистор создает искусственное торможение для быстрой остановки электродвигателя.
Диапазон регулирования
Важен, когда нужно регулировать электропривод в широком диапазоне. Например, если надо подстраивать производительность насоса — регулировка будет происходить в пределах 10% от начального значения.
Защита корпуса
Перед тем, как выбрать преобразователь частоты, важно понимать, где он будет расположен. Если это место с повышенной влажностью, надо установить прибор с высоким классом защиты от влаги и пыли (IP54, IP55).
Умные опции
Это может быть автонастройка, программирование с помощью компьютера или встроенного пульта управления. Например, для управления насосом стоит подобрать преобразователь с функцией отслеживания режима «сухого хода» — когда нет расхода воды в системе, он автоматически останавливает работу насоса и экономит электроэнергию.
Поддержка ПИД-регулятора
Регулятор осуществляет дополнительное управление. Частотники со встроенным ПИД-регулятором могут точно поддерживать технологический параметр по датчику обратной связи: скорость, давление, влажность, температуру.
Особенности выбора для разного оборудования
Выбор частотного преобразователя во многом зависит от условий использования устройства и от целей, для которых его подбирают.
Для насоса
В этом случае преобразователь частоты нужен, чтобы защитить трубопровод от гидроударов во время запуска насоса, а двигатель — от выхода из строя и работы в аварийном режиме. Для этого ПЧ должен обеспечивать плавный пуск насосов и плавное изменение частоты вращения электродвигателя.
Важно, чтобы преобразователь мог регулировать производительность насоса, поддерживать постоянное давление в системе водоснабжения и оптимизировать расход электроэнергии с помощью контроля работы «на сухую» — автоматической остановки работающего насоса при отсутствии расхода воды.
Также пригодится алгоритм работы с несколькими двигателями: режим чередования или каскадный. При чередовании насосы используют по очереди для равномерного износа двигателей.
Каскадный режим применяют, когда нужно одним ПЧ управлять несколькими насосами. Частотник небольшой мощности регулирует производительность или давление, включая в работу только необходимое количество насосов. В таком режиме можно работать с насосами разной мощности, тогда ее значение у преобразователя определяется самым мощным насосом.
Для грузоподъемной техники
Современное крановое оборудование, лебедки — сложные механизмы. Поэтому преобразователь частоты для электропривода такого устройства должен обладать максимальной перегрузочной способностью, уметь управлять механическим тормозом двигателя и иметь свой встроенный тормозной резистор.
Важно сделать выбор в сторону модели с возможностью получать обратную связь от электропривода. Это нужно для быстрого обмена информацией между звеньями системы, непрерывного мониторинга всех процессов и точного управления параметрами в процессе работы.
Правильно подобранный преобразователь частоты обеспечивает надежное управление электродвигателем крана, перемещение груза на разных скоростях без раскачиваний и дает максимум производительности.
Для конвейерного оборудования
При запуске подобной техники возникает повышенная нагрузка на ее детали и пусковой ток, превышающий номинальный в 6–7 раз. Это приводит к повышенному износу узлов или перегреву электродвигателя, что является самой частой причиной сбоев и поломок такого оборудования.
Для конвейеров очень важны плавный разгон и торможение без рывков, пробуксовок, остановок, а также одинаково заданная скорость движения. Поэтому для этого вида устройств нужно выбрать преобразователь частоты, который автоматически регулирует скорость ленты, устраняет перегрузки во время запуска, отводит излишки энергии при торможении с помощью специального модуля.
Такой частотный регулятор повысит уровень надежности и продлит срок работы техники.
Для вентиляторного оборудования
Преобразователь частоты для такого устройства стоит выбирать с дополнительным датчиком, который оперативно передает информацию о текущей потребности в воздухе на ПЧ. Частотник изменяет скорость вращения двигателя, что позволяет экономить электроэнергию на 20–40%.
Также регулятор должен обеспечивать плавные пуск и остановку вала, чтобы защищать электропривод вентилятора от скачков тока и перегрузок.
Загрузка...
