Насос с регулируемой частотой вращения

Преимуществ VFD несколько. Прежде всего, преобразователь частоты снижает энергопотребление и износ двигателя насоса. Без частотно-регулируемого привода насос будет работать с фиксированной скоростью, то есть он либо включен, либо выключен. Переменной скорости нет.

Насосы с фиксированной скоростью потребляют много электроэнергии, когда потребность в насосе не достигает пика. Другими словами, без частотно-регулируемого привода ваш насос всегда будет использовать максимальное количество энергии. Эти насосные двигатели также выдерживают много злоупотреблений. Требуемый высокий пусковой ток может в шесть-семь раз превышать номинальную силу тока двигателя при полной нагрузке. Это не только дорого, но и создает серьезную нагрузку на ваш насос и систему управления потоком в целом.

Выход из строя насосов может стоить дороже, чем простой. Муниципалитеты болезненно осознают затраты, связанные с выходом из строя насосов и контроля уровня. Выход из строя насосных станций обычно приводит к переливу сточных или ливневых вод. И то, и другое влечет за собой наводнения, материальный ущерб, огромные штрафы Агентства по охране окружающей среды, а также риски для здоровья и безопасности населения.

Любые разливы и разливы приводят к нанесению ущерба окружающей среде, потенциальному порче земель и водных источников, высокому риску возникновения пожаров и взрывов.

Обеспечение максимальной эффективности работы насосов является главным приоритетом. Регулирование скорости двигателя насоса с помощью ЧРП является лучшим подходом для увеличения срока службы насоса и снижения затрат. Конечно, для успешного использования частотно-регулируемого привода вам понадобится хороший датчик непрерывного уровня или датчик давления.

Двигатели переменного тока работают по принципу, согласно которому синхронная скорость определяется частотой источника питания и количеством полюсов в обмотке статора двигателя. В таблице 1 показано, как синхронная скорость зависит от полюсов двигателя и частоты входящей сети (50 Гц или 60 Гц).

Асинхронные двигатели работают со скоростью несколько меньшей, чем синхронные. Например, четырехполюсный двигатель (синхронный 1800 об/мин) обычно работает со скоростью около 1780 об/мин при полной нагрузке. Разница между синхронной скоростью и фактической скоростью называется скольжением. Скольжение присуще асинхронным двигателям и должно присутствовать, чтобы они могли развивать крутящий момент. Величина скольжения (обычно 1-3%) зависит от номинальной мощности и конструкции двигателя.

Скорость двигателя при полной нагрузке обычно указывается на его паспортной табличке. Важно отметить, что когда двигатель работает от частотно-регулируемого привода, его производительность будет незначительно ухудшаться по сравнению с типичной сетевой мощностью. Помимо повышения температуры и повышения эффективности, может также повлиять скольжение. Поэтому рекомендуется обращаться к техническим характеристикам двигателя, которые содержат данные о производительности для работы с ЧРП, и в случае возникновения проблем проконсультироваться с производителем.

Когда ЧРП запускает двигатель, он сначала подает низкую частоту (2 Гц или меньше), что приводит к низкому напряжению на двигателе. Затем ЧРП повышает желаемую выходную частоту контролируемым и постепенным образом по сравнению с пуском через линию. Применяемые изменения напряжения двигателя основаны на характеристиках соотношения В/Гц (вольты к герцам), установленных в ЧРП. Характеристики В/Гц должны соответствовать требованиям к крутящей нагрузке. Слишком высокое напряжение на любой заданной частоте приводит к потере энергии и может вызвать перегрев; слишком низкое передаточное число может создать недостаточный крутящий момент.

Запуск при низкой частоте и напряжении и постепенное изменение до заданного значения В/Гц контролирует ускорение и предотвращает высокий пусковой ток, который в противном случае возникает при запуске двигателя с питанием от сети путем включения переключателя или контактора. Этот метод запуска позволяет двигателю развивать номинальный крутящий момент без потребления пускового тока, составляющего от 500 до 600 % номинального тока. Как правило, пиковый ток ЧРП при запуске двигателя составляет 150 % от тока полной нагрузки.

Важно учитывать крутящий момент, доступный для запуска нагрузки. показывают, что ротодинамические насосы имеют меньший крутящий момент на пониженной скорости, в то время как объемные насосы могут иметь полный крутящий момент на пониженной скорости. Благодаря этому ротодинамические насосы с ЧРП легче запускать, чем насосы объемного типа. Этот профиль скорости и крутящего момента необходимо учитывать при выборе и настройке ЧРП. Кроме того, при запуске объемных насосов необходимо соблюдать процедуры запуска системы, такие как перепуск потока (снижение давления) до тех пор, пока двигатель не наберет скорость.

Последовательность остановки VFD противоположна последовательности запуска. Напряжение В/Гц, подаваемое на двигатель, снижается с контролируемой скоростью. Когда частота приближается к нулю, выход ЧРП отключается электроникой, и двигатель больше не приводится в действие ЧРП. Если линейное изменение установлено слишком быстро, двигатель может производить рекуперативную энергию, которая может увеличить напряжение шины постоянного тока и потенциально повредить привод.

В дополнение к более низкому пусковому току контролируемое ускорение при запуске и остановке двигателя снижает механические напряжения и ограничивает переходные процессы в гидравлической системе. Снижение механических напряжений может продлить срок службы компонентов, несущих крутящий момент и нагрузку. Уменьшение гидравлических переходных процессов нивелирует скачки давления, которые в противном случае могут привести к разрыву трубопровода.