Розрахунок частотних перетворювачів на насоси водопостачання
При розрахунку властивостей частотного перетворювача регульованого приводу для певного навантаження спочатку потрібно визначитися з властивостями навантажень. Є 4 різних методу розрахунку потрібних параметрів виходу, метод залежить від властивостей електромотора.
Якщо при розрахунку відбудеться помилка по потужності, то при навантаженні мотора нижча за потужність Частотники, пристрій не захистить мотор від перевантаження, перепадів напруги та інших шкідливих чинників.
Якщо навантаження мотора вище потужності Частотники, то не буде належної ефективності роботи. Мала потужність перетворювача частоти не створить динаміку роботи насосів. Будуть виникати періодичні прегрузкі.
Розрахунок частотного перетворювача для насоса
Перед розрахунком розміру Частотники, потрібно відрізняти частотне регулювання характеристики навантаження. Вони діляться:
При зростанні швидкості насосів, потужність також підвищується за кубічної залежності. Робочий інтервал насосів знаходиться в межах 50-90%. Навантаження підвищується по квадрату швидкості, це 30-80%. Ці фактори видають себе у властивостях крутного моменту електромотора, який управляється частотники.
Якщо момент навантаження постійний, то мотор регульованого приводу дозволяє розвивати момент, вище моменту навантаження, так як надмірна момент застосовується для прискорення при розгоні. Для забезпечення підвищеного моменту при запуску, потрібен короткостроковий момент перевантаження, який становить 60% від моменту Частотники. Він також може долати несподівані підвищення навантаження.
При обчисленні властивостей навантаження існують чотири набори властивостей електродвигуна, які дають можливість вибрати тип і розмір Частотники, виходячи з його потужності.
- Частотники вибирається швидко по струму споживання електродвигуна. Якщо мотор навантажується не на повну потужність, то його ток можна виміряти на подібній системі при повній завантаженості. Якщо інвертор вибирається по потужності, то потрібно порівнювати потужність з розрахунку і зазначену в даних Частотники, при одному напрузі. Якщо йде розрахунок інвертора по току, то цього робити не потрібно, так як струм виходу Частотники дозволяє впливати на інші характеристики і частотне регулювання.
- Застосування частотних перетворювачів вибирається на базі повної потужності, яка споживається електромотором, і повної потужності, яка подається інвертором. Технічні характеристики інвертора вибираються з тривалої найбільшою потужністю виходу від 10 кВт і вище при постійному властивості крутного моменту.
- Частотний перетворювач можна вибрати по потужності, яка виробляється електромотором. Але цей спосіб неточний, так як косинус і ККД з навантаженням змінюються. За технічними даними застосування частотних інверторів вибирається по найбільшій потужності виходу 4,6 кВт.
- Практично потужність за номіналом багатьох частотники відповідає стандартним. Внаслідок чого інвертори регульованого приводу вибираються з цього міркування, що призводить до неточного обчислення їх властивостей, при неповному завантаженні мотора.От конденсатора надходить струм для намагнічування мотора. Струм є реактивної величиною, що протікає від конденсатора до електромотора .З мережі йде тільки активна величина струму. Тому струм виходу інвертора завжди вище струму входу. Є споживання струму втрат.
Для чого потрібен частотний перетворювач для насоса
Сучасні насоси промислового призначення діють за рахунок застосування потужності електромотора. Серцем насосної установки вважається саме електричний двигун. Спочатку функціонування насосної станції регулювала реле тиску, і досить складна автоматика.
В даний час для таких завдань застосування частотних інверторів є необхідністю. Вони виконують для насоса частотне регулювання. Сучасні станції насосів вважаються пристроями, які неможливо нормально контролювати. Встановивши на насос реле, це рішення тільки половини завдання. З перетворювачем частоти насос буде функціонувати в повну силу. Однак, у нього велика витрата електроенергії.
Надмірний тиск в трубопроводі веде тільки до негативних моментів. Насоси мають свої особливості, через які робота виходить неефективною. Потрібно пам'ятати, що може виникнути проблема у вигляді перебоїв з електроенергією, скачках напруги та інших проблемах. Це призводить до несправностей насосів, підвищеному його зносу.
Можна легко вирішити цю проблему, зробивши застосування частотних інверторів обов'язковим. Вони дозволяють стабілізувати, автоматизувати і відрегулювати роботу насосної станції. Часто виробники насосів при складанні вбудовують частотні перетворювачі в схему установки. Усередині корпусу розміщують інвертори для згладжування напруги, автоматику, вимірювальні датчики.
У моделях з підвищеною вартістю є мікропроцесор. Також є варіанти насосних установок регульованого приводу з вирівнювачем, допоміжними акумуляторами і т. Д. Частотні перетворювачі бувають 1-фазними і 3-фазними.
Принцип дії перетворювача частоти не складний. Електрика спочатку надходить на плату пристрою, потім вирівнюється инверторами і стабілітронами. Датчики на частотному перетворювачі дозволяють визначати тиск в системі і інші дані, які подаються на прилади автоматики. Перетворювач частоти робить оцінку потрібної потужності станції насосів, видає на насоси кількість електроенергії, необхідну для роботи, не більш того.
Частотники можуть створити плавний запуск електромоторів, зупинити в разі аварії і т. Д. Можна довго перераховувати всі функції, так як фахівці і інженери постійно ведуть розробку і впровадження нових технологій в свої вироби.
Проводити регулювання перетворювач може декількома командами, які вводять на екрані і клавішами. Чим більше ціна пристрою, тим вище його функціональність. Частотники хорошої якості мають безліч різних режимів. Переваги перетворювачів очевидні. Їх окупність становить один рік роботи. Недоліки також є, але вони незначні.
Переваги перетворювачів частоти:
- Вирівнювання напруги входу.
- Автоматизація насосів.
- Безшумність роботи.
- Відсутність необхідності в гидроаккумуляторе.
- Збільшення часу служби.
- Економія енергії.
- Регулювання потужності.
- Підвищена вартість обладнання.
- Потрібне втручання професіоналів для настройки і монтажу.
Переваги автоматичного водопостачання
Для щадного режиму роботи пристрою на станціях насосів виробляють повну автоматизацію агрегатів. Прилади передають дані диспетчеру. У домашньому господарстві відбувається схожий процес.
- Зниження ймовірності гідроударів, продовжує термін служби, знижуються витрати на експлуатацію.
- Знижується витрата на електроенергію. Зменшуються обсяги резервуарів для накопичення. Скорочення витрат на приміщення для персоналу.
Витрати окупаються за один рік.
Прилади контролю зберігають зміни в системі. Для їх контролю потрібно зробити можливість регулювання насосів. Для таких цілей і потрібен перетворювач частоти.
Електромотор насоса включається через інвертор. Це дає можливість привести в порядок всю мережу насосів. Для водопроводів з автономною роботою такий метод часто використовується. Якщо свердловина знаходиться далеко від будинку, то встановлюється підвищувальна станція.
У цих випадках застосовують інверторний блок для насоса. Він поєднав у собі різні контрольні прилади, яких немає в насосі.
Підбір інвертора, його функції
Найбільше споживання води йде в певний час, інша частина часу потужність витрачається даремно. Частотники дає можливість настройки системи для години пік, щоб була повна потужність.
Напір води і продуктивність залежить від швидкості обертання колеса насоса. Частотники необхідний для завдання потрібного темпу роботи. При цьому частота струму змінюється.
Інноваційні інвертори мають великий діапазон, можуть змінювати напругу як вище, так і менше властивостей мережі живлення. Схема приладу ділиться на дві частини: силову і керуючу.
Керуюча частина включає до складу мікропроцесори цифрового виду, виконує функції захисту і контролю. Така схема силової частини різниться, частотники діляться на 2 групи. Одна включає пристрої з проміжною ланкою струму.
2-я група не має таких пристроїв, називається інвертори з безпосереднім зв'язком. Пристрої без проміжної ланки мають високий ККД.
Економія виходить за рахунок малого інтервалу частот, або перевищує властивості мережі живлення. Прилад знижує частоту струму до 30 герц і менше, значить, зменшується витрата енергії. Для промислових потреб такі інвертори не підходять, але для застосування в побуті дуже знадобляться.
Підбір перетворювача
Технічні дані інвертора повинні бути порівнянні з потужністю і типом двигуна, з яким він працює. Необхідно також врахувати інтервал регулювання і рівень точності настройки, і визначення моменту обертання мотора.
Особливості конструкції інвертора, габарити, управління, теж мають значення. Найчастіше встановлюють асинхронні двигуни. До них перетворювачі вибирають по потужності зі значним запасом, в порівнянні з насосом.
Є частотники з векторним керуванням. що дозволяють підтримувати обороти вала при змінюються навантаженнях. Це важливо при роботі декількох насосів.
Частотники бувають 1-фазними і 3-фазними. Ступінь захисту також буває різна. Більшість виробників насосів пропонують покупцеві і блоки інверторів. Вони відразу поєднують частотники до конкретних моделей насосів, рекомендують їх застосування.
Запуск станції з частотним перетворювачем Invertek замість башти Рожновського подача води