Elementul de baza care asigura functionalitatea pompei este motorul electric. Anterior, reglarea procesului de lucru avea loc datorită automatizării, acum această problemă este rezolvată de un convertor de frecvență pentru pompe.

Scopul funcțional al unui convertor de frecvență în proiectarea unei pompe

Un invertor (convertor de frecvență) asigură reglarea funcționării pompei mult mai bine decât un releu. Funcționează în același timp ca stabilizator, automatizare și regulator de flux de lucru. Datorită acesteia, eficiența ridicată a dispozitivului este asigurată:

• Nivelul de alimentare cu energie electrică, dacă este necesar, și turația motorului sunt reduse, ceea ce ajută la protejarea pompei de uzura prematură.
• Se previne formarea unei presiuni excesive în conducte.
• Problema cu supratensiunile este rezolvată, ceea ce crește cu siguranță durata de viață a pompei.

În cea mai mare parte, deja în timpul asamblarii stației de pompare este implantată. Astfel de dispozitive includ modele ale foarte faimoasei pompe Grundfos.

Vizual, este o cutie dotata cu electronica (mai multe placi, un senzor care face masuratori si un invertor care egalizeaza nivelul de tensiune) si un ecran de dimensiuni reduse.

Mostrele mai scumpe sunt echipate cu microprocesoare. Pot fi încorporate baterii, egalizatoare suplimentare și așa mai departe.

Convertizoarele utilizate pot fi de tip monofazat sau trifazat.

Principiul de funcționare al convertorului de frecvență este destul de simplu. Val curent electric furnizate plăcilor dispozitivelor. Invertoarele și stabilizatoarele amplasate acolo asigură nivelarea acestuia. În același timp, senzorul citește datele de presiune și alte informații relevante.

Toate informațiile sunt redirecționate către unitatea de automatizare. În continuare, convertizorul de frecvență le evaluează, determinând nivelul de putere care trebuie furnizat și, în conformitate cu aceasta, furnizând cantitatea de energie electrică necesară pentru a continua funcționarea.

Ca rezultat, convertizorul de frecvență poate regla netezimea pornirii motoarelor electrice, nivelul presiunii apei și oprirea lucrului într-o situație critică. Lista tuturor „responsabilităților” atribuite operatorului de frecvență este în continuă extindere datorită îmbunătățirilor aduse de dezvoltatori.

Procesul de control al acțiunilor convertorului se realizează prin simpla apăsare a butonului dorit, concentrându-se pe datele afișate pe ecran. Dispozitivele mai scumpe sunt capabile să recunoască mai multe comenzi. Modelele de cea mai înaltă calitate sunt proiectate pentru câteva zeci de moduri de funcționare cu modificări de viteză și program.

Costurile de instalare și achiziție ale convertorului sunt rambursate integral în termen de un an de la funcționare

Lista funcțiilor pozitive ale convertizorului de frecvență:

• Abilitatea de a egaliza tensiunea de intrare.
• Oferă reglarea puterii pompei.
• Crearea condițiilor care vă permit să economisiți energie.
• Creșterea duratei de viață a echipamentelor de pompare.
• Oferă capacitatea de a lucra fără un acumulator hidraulic.
• Stabilizarea presiunii intrasistemice.
• Nivel redus de zgomot al pompei.

Funcționează și ca asistent de automatizare.

Puncte negative:

• Costul ridicat al dispozitivului.
• Configurarea și conectarea sunt de obicei disponibile numai pentru specialiști.

Convertorul de frecvență funcționează în proiectarea pompei după cum urmează: atunci când există o scădere semnificativă a nivelului de presiune în rezervorul hidraulic (detectată cu ajutorul unui releu), convertizorul de frecvență primește semnalul corespunzător și dă o comandă de pornire a motorului electric. În acest caz, totul se desfășoară „fără mișcări bruște”, puterea crește treptat, oferind asigurare împotriva suprasarcinii hidraulice. În prezent, modelele convertoare oferă reglarea timpului de accelerație de la 5 la 30 de secunde.

În timp ce se efectuează accelerarea, convertorul primește în mod continuu informații despre nivelul presiunii din conductă. De îndată ce acest nivel atinge valoarea dorită, accelerația se oprește și funcționarea motorului continuă la frecvența atinsă.

Cum se selectează și se instalează echipamentul?

Echipamentul standard al stației de pompare constă din:

• Pompă submersibilă sau de suprafață;
• Manometru;
• Furtun echipat cu un strat de oțel inoxidabil;
• Acumulator hidraulic;
• Presostat apa.

Echipamentul suplimentar include:

• Surse de alimentare neîntreruptibile;
• Senzor;
• Blocuri;
• Relee de control etc.

Dacă proiectarea echipamentului de pompare existent nu este echipat cu un convertor de frecvență, atunci acesta poate fi implementat autoinstalare. În mod obișnuit, documentația furnizată cu modelul de pompă conține instrucțiuni cu privire la ce convertor anume poate interacționa o pompă de acest tip.

În absența unor astfel de informații, trebuie să selectați singur convertorul, pe baza unor parametri semnificativi:

1. Nivel de putere.

Trebuie să existe o potrivire între puterea acționării electrice și a convertizorului.

1. Valoarea tensiunii de intrare.

O indicație a curentului la care funcționează convertorul. Aici este necesar să se țină cont de potențialele fluctuații ale rețelei (un nivel scăzut de tensiune provoacă o oprire, un nivel ridicat de tensiune provoacă o defecțiune).

1. Categoria motorului pompei.

Monofazat, bifazat sau trifazat.

1. Limitele intervalului de control al frecvenței.

O pompă de puț necesită 200 - 600 Hz (în funcție de puterea primară a pompei), pentru o pompă circulară - 200 - 350 Hz.

1. Potriviți numărul de intrări/ieșiri de control cu ​​nevoile operaționale.

Cu cât sunt mai multe, cu atât mai multe posibilități de gestionare a fluxului de lucru.

1. Alegerea unei metode de control adecvate.

În cazul pompei de sondă există o telecomandă de tip telecomandă care permite controlul direct de acasă, iar pompa de circulație funcționează perfect cu o telecomandă.

Fiabilitatea dispozitivelor achiziționate trebuie să fie determinată indirect de durata perioadei de garanție. Prin urmare, cu cât este mai mare, cu atât calitatea este mai bună.

Unde ar trebui să instalez convertorul pompei?

Convertizoarele de frecvență cu racord hidraulic sunt instalate direct pe linia de presiune. Fără o astfel de conexiune, doar un senzor de presiune a apei conectat la invertor este atașat la linia principală.

Convertorul este situat cât mai aproape de pompă, dar numai în interiorul încăperii încălzite. Schema generala Conectarea la curent este simplă și nu provoacă dificultăți.

Modele de convertoare de pompe

• Grundfos Cue

Convertoare fabricate de o companie situată în Danemarca care produce pompe. Drept urmare, aceste convertoare de frecvență sunt proiectate în concordanță maximă cu proiectarea modelelor de pompe de la Grundfos. Dispozitivul este responsabil pentru reglarea fină a funcționării întregului mecanism, îndeplinind funcții de protecție și control. Convertizoarele sistemului Cue se disting printr-o varietate de modele de înaltă calitate (mai mult de 15 tipuri în stoc), dar costul lor este adecvat. În plus, prețul depinde direct de puterea mecanismului care necesită un convertor de frecvență. Printre gama de modele puteți găsi convertoare atât pentru o pompă monofazată () cât și pentru o pompă trifazată (Micro Drive FC101).

• Erman E-9

Convertizoarele acestei companii sunt prietenoase cu bugetul. Sunt responsabili pentru compensarea cuplului, pornirea lină, controlul presiunii și au diferite moduri de control până la 24. Conformitatea cu puterea este selectată individual. Există o carcasă de protecție care protejează împotriva prafului și murdăriei.

• Hyundai N 50

Convertor de frecvență monofazat. Poate fi folosit în aparate electrocasnice. Nivelul de putere este de 0,7-2,5 kW. De dimensiuni mici, ceea ce îl face convenabil pentru instalarea în orice dispozitiv. Se remarcă prin faptul că oferă reglaj fin datorită mai multor moduri de setare și a 16 viteze discrete. Costă aproximativ de două ori mai mult decât modelul anterior.

• PowerFlex 40

Modelele acestui brand sunt versatile și foarte populare. Caracteristica lor distinctivă este o unitate de înaltă calitate și un control vectorial. Acționarea, printre altele, atenuează zgomotul în timpul funcționării motorului, preia automat viteza de rotație a motorului electric, protejează întregul mecanism de suprasarcină și supraîncălzire și asigură o pornire lină. Costul este comparabil cu Grundfos Cue.

Utilizarea unei pompe în sisteme autonome de alimentare cu apă și încălzire

Modelele de pompe din această categorie sunt considerate foarte productive, dar se caracterizează prin niveluri excesiv de ridicate de consum de energie, ceea ce, desigur, complică funcționarea. Convertizoarele de frecvență, desigur, vă permit să reduceți consumul de energie, nivelurile de presiune și să prelungiți durata de viață.

Majoritatea pompelor moderne sunt proiectate în conformitate cu principiul throttling. Motoarele electrice ale acestor mecanisme sunt în regim de funcționare la limita superioară a puterii, adică literalmente să se uzeze. Adesea, din cauza lipsei de netezime la pornire, se observă șocuri hidraulice puternice, care dăunează designului pompei. Pentru a regla fin un astfel de mecanism, trebuie de asemenea să depuneți mult efort în el.

Calculul datelor pentru echipamentele de pompare se face întotdeauna pe baza nivelului maxim de putere, deși mecanismul experimentează sarcina maximă doar ocazional în timpul consumului de apă de vârf, ceea ce nu se întâmplă des. În restul timpului, lucrul la limită este complet nejustificat. În astfel de momente, convertizorul de frecvență pentru pompa de circulație și sondă reduce consumul de energie cu 30 - 40%.

Printre altele, utilizarea unui convertor de frecvență în stația de pompare care asigură livrarea apei ajută la prevenirea problemei „funcționării uscate”. Este relevant în cazurile în care nu există apă în interiorul sistemului, iar motorul continuă să funcționeze. Din cauza „funcționării uscate”, poate apărea supraîncălzirea motorului și defectarea mecanismului în ansamblu. Acest lucru demonstrează încă o dată necesitatea utilizării unui convertor.

Convertor de frecvență monofazat pentru o pompă în cadrul unui sistem de alimentare cu apă menajeră

Ergonomia aparatelor este un indicator foarte semnificativ în contextul serviciilor pentru consumatori. Îmbunătățirea acestui parametru pentru un sistem de alimentare cu apă care utilizează un model de pompă monofazată de putere redusă este dificilă, deoarece acest lucru necesită un convertor cu un nivel de tensiune de intrare/ieșire de 1x220V și nu este ușor să găsiți unul.

De obicei pompe de uz casnic nu au reclamații cu privire la consumul de energie, dar acest lucru nu compensează costul de achiziție, din cauza utilizării sale rare.

Cu toate acestea, instalarea unui convertor nu își pierde relevanța, deoarece ajută la menținerea constantă a presiunii rețelei. Cu alte cuvinte, aici se face o cerere de operare confortabilă.

Această opțiune este deosebit de importantă atunci când se utilizează apa calda. Adică, utilizarea unui generator de frecvență elimină creșterile de temperatură și modificările forței de presiune.

Convertizoarele monofazate sunt potrivite atât pentru pompe submersibile, cât și pentru pompe de suprafață.

Convertor de frecvență monofazat pentru uz casnic

Convertoare tip standard de obicei nu este echipat cu racord hidraulic. O încercare de a actualiza independent dispozitivul pentru a satisface astfel de nevoi se poate dovedi a fi inutilă, chiar dacă un specialist se apucă de treabă.

Dându-și seama de această problemă, producătorii implicați în producția de convertoare de frecvență au creat un convertor de frecvență special monofazat pentru o pompă care oferă sisteme de uz casnic aprovizionare cu apă

Unul dintre aceste convertoare este echipat cu o conexiune hidraulică și este capabil să îndeplinească toate sarcinile standard ale unui convertor de frecvență.

Pompele utilizate în sistemele autonome de alimentare cu apă și încălzire sunt productive, dar în același timp echipamente destul de costisitoare de exploatat datorită nivel înalt consumul de energie. Puteți reduce costurile și prelungi semnificativ durata de viață a pompei echipând-o cu un convertor de frecvență, despre care vom discuta în acest articol.

Veți afla de ce este necesar un convertor de frecvență și ce funcții îndeplinește. Principiul de funcționare al unor astfel de dispozitive, soiurile lor, specificatii tehniceși oferă recomandări cu privire la alegerea convertoarelor pentru fundul de puț și pompe de circulatie.

1 De ce aveți nevoie de un convertor de frecvență?

Aproape toate pompele moderne vândute la buget și mediu categorie de pret, proiectat după principiul throttling. Motorul electric al unor astfel de unități funcționează întotdeauna la putere maximă, iar modificarea debitului/presiunii de alimentare cu fluid se realizează prin reglarea supapelor de închidere, care modifică secțiunea transversală a orificiului de trecere.

Acest principiu de funcționare are o serie de dezavantaje semnificative, provoacă apariția ciocanului de ariete, deoarece imediat după pornire pompa începe să pompeze apa prin conducte la putere maximă. O altă problemă este consumul mare de energie și uzura rapidă a componentelor sistemului - atât pompa, cât și supapele de închidere cu conducta. Și nu se poate vorbi despre reglarea fină a unui astfel de sistem de alimentare cu apă pentru o casă dintr-o fântână.

Dezavantajele descrise mai sus nu sunt tipice pentru pompele echipate cu un convertor de frecvență. Acest element vă permite să controlați eficient presiunea creată în conducta de alimentare cu apă sau de încălzire prin modificarea cantității de energie electrică furnizată motorului.

După cum se poate observa în diagramă, echipamentul de pompare este întotdeauna calculat în funcție de parametrul de putere maximă, cu toate acestea, în modul de sarcină maximă, pompa funcționează numai în perioadele de consum maxim de apă, ceea ce este extrem de rar. În toate celelalte cazuri, puterea sporită a echipamentului este inutilă. Convertor de frecventa, după cum arată statisticile, vă permite să economisiți până la 30-40% din energie electrică atunci când operați circulația și pompe de sondă.

1.1 Proiectare și algoritm de funcționare

Un convertor de frecvență pentru pompele de alimentare cu apă este un dispozitiv electric care convertește tensiunea continuă de la rețea în tensiune alternativă la o amplitudine și o frecvență predeterminate. Aproape toate convertoarele moderne sunt realizate folosind un circuit dublu de schimbare a curentului. Acest design constă din 3 părți principale:

• redresor necontrolat;
• invertor de impulsuri;
• sistem de control.

Elementul cheie al designului este invertorul de impulsuri, care, la rândul său, constă din 5-8 comutatoare cu tranzistori. Elementul corespunzător al înfășurării statorice a motorului electric este conectat la fiecare dintre chei. Convertizoarele străine folosesc tranzistoare din clasa IGBT, în timp ce cele rusești folosesc analogii lor domestici.

Sistemul de control este reprezentat de un microprocesor, care îndeplinește simultan funcțiile de protecție (oprește pompa în cazul unor fluctuații puternice de curent în rețeaua electrică) și control. În pompele de apă din foraj, elementul de control al convertorului este conectat la un presostat, care permite stației de pompare să funcționeze într-un mod complet automat.

Algoritmul de funcționare al convertorului de frecvență este destul de simplu. Când presostatul detectează că nivelul de presiune din rezervorul hidraulic a scăzut sub minimul admis, un semnal este transmis convertizorului și acesta pornește motorul pompei. Motorul accelerează lin, ceea ce reduce sarcinile hidraulice care afectează sistemul. Convertizoarele moderne permit utilizatorului să seteze independent timpul de accelerație al motorului electric în 5-30 de secunde.

În timpul accelerării, senzorul de semnal transmite continuu date privind nivelul de presiune din conductă către convertor. După ce atinge valoarea necesară, unitatea de control oprește accelerația și menține turația specificată a motorului. Dacă punctul de apă conectat la stația de pompare începe să utilizeze mai multă apă, convertorul va crește presiunea de alimentare prin creșterea eficienței pompei și invers.

1.2 Funcționarea pompei asociată cu un convertor de frecvență (video)

Dacă pompa pe care o utilizați nu are un convertor de frecvență încorporat, atunci puteți achiziționa și instala singur un astfel de regulator de putere. De regulă, producătorii de pompe indică în fișa tehnică care convertor specific este potrivit pentru un anumit model de echipament.

1. Putere - convertorul de tensiune este întotdeauna selectat în funcție de puterea unității electrice la care este conectat.
2. Tensiunea de intrare - indică puterea curentului la care convertorul rămâne operațional. Aici trebuie să alegeți ținând cont de fluctuațiile care pot apărea în rețeaua dvs. electrică (tensiunea scăzută face ca dispozitivul să se oprească; dacă este prea mare, pur și simplu se poate defecta). Luați în considerare, de asemenea, tipul de motor al pompei - trei, două sau monofazate.
3. Interval de frecvență de reglare - pentru pompele de sondă domeniul optim va fi 200-600 Hz (în funcție de puterea inițială a pompei), pentru pompele de circulație 200-350 Hz.
4. Numărul de mișcări și ieșiri de control - cu cât sunt mai multe, cu atât mai multe comenzi și, ca urmare, modurile de funcționare ale convertorului le puteți configura. Automatizarea vă permite să setați viteza de rotații la pornire, mai multe moduri de viteză maximă, rate de accelerație etc.
5. Metoda de control - pentru o stație de pompare a puțurilor, telecomanda, care poate fi amplasată în interiorul casei, va fi cea mai convenabilă, în timp ce pentru pompele de circulație, un convertor cu telecomandă este ideal.

Dacă ați eliminat toate dispozitivele de pe piață și vă confruntați cu faptul că pur și simplu nu există un echipament adecvat din punct de vedere al caracteristicilor, trebuie să restrângeți criteriile de selecție la factorul cheie - curentul consumat de motor, prin care este selectată puterea nominală a convertorului.

De asemenea, atunci când alegeți o unitate de control al frecvenței, în special de la producătorii autohtoni sau chinezi, luați în considerare sincronizarea service in garantie. După durata sa se poate aprecia indirect fiabilitatea echipamentului.

Câteva cuvinte despre producători. Compania lider în acest domeniu este Grundfoss (Danemarca), care furnizează pe piață peste 15 modele diferite de convertoare. Deci, pentru pompe cu motor electric trifazat Modelul Micro Drive FC101 este potrivit, pentru monofazat (functionand de la o sursa standard de 220V) - FC51.

Echipamentele de la Rockwell Automation (Germania) sunt mai accesibile ca preț. Compania oferă o linie de convertoare PowerFlex 4 și 40 pentru pompe de circulație de putere redusă și o serie PowerFlex 400 pentru puțuri. statii de pompare(3 pompe conectate în paralel pot funcționa dintr-un singur convertor simultan.

Vă rugăm să rețineți că prețul convertor bun uneori poate ajunge la costul pompei, așa că conectarea și instalarea unui astfel de dispozitiv ar trebui efectuate exclusiv de specialiști.