K pohonu čerpadel se široce používají jedno- nebo třífázové elektromotory na střídavý proud. Přes všechny své výhody mají tyto elektrické stroje jednu vážnou nevýhodu, kterou je obtížná regulace otáček a točivého momentu na hřídeli.

Hlavní charakteristiky čerpacích jednotek jsou průtok a tlak. Tyto parametry jsou regulovány pomocí uzavíracích a regulačních ventilů a zahrnutím dalších čerpadel do schématu kaskádového řízení.

Princip regulace je založen na závislosti otáček rotoru elektrického stroje na frekvenci napájecího napětí. Frekvenční měnič mění frekvenci napájecího napětí na elektrický pohon čerpacích agregátů.

Většina nouzových situací se provádí na základě obvodu s dvojitou konverzí. Střídavé napětí v síti je usměrněno, vyhlazeno LC filtry, následně přivedeno do střídače, kde je opět přeměněno na střídavé napětí jiné frekvence. Frekvence je nastavena pulzně šířkovým modulátorem, jehož signály střídavě odemykají a zamykají klávesy na výkonových tranzistorech měniče.

Frekvenční měniče mají diskrétní a analogové výstupy pro připojení tlakových, teplotních čidel, průtokoměrů, dálkových ovládání a monitorovacích zařízení, alarmů a tak dále. Zpracování dat probíhá v mikroprocesorové řídicí jednotce. Obvod řízení frekvence generuje signály pro změnu produktivity, zapínání nebo vypínání čerpacích jednotek podle daného programu a změnu technologických parametrů ve vodovodním řádu.

Například nejjednodušší schéma regulace výkonu čerpadel s tlakovou zpětnou vazbou ve vodovodní síti funguje takto:

Když tlak klesne, frekvenční regulátor generuje signál pro zapnutí čerpacích jednotek. Spouštění probíhá v plynulém režimu, který zabraňuje vodním rázům. S rostoucím tlakem je signál ze snímače posílán do frekvenčního měniče, který plynule mění rychlost otáčení hnacího motoru a snižuje výkon čerpadel. Takové schéma může zahrnovat další čerpací jednotky při špičkových hodnotách spotřeby vody.

Obsah

  1. Výběr frekvenčního regulátoru pro čerpadla
  2. Výhody frekvenčního řízení pohonů čerpadel
  3. Oblasti použití frekvenčních pohonů čerpacích zařízení

Výběr frekvenčního regulátoru pro čerpadla

Mnoho výrobců čerpací techniky je dodává již vybavené frekvenčními měniči. V datových listech čerpadel bez regulátorů jsou obvykle uvedeny konkrétní modely měničů kompatibilních s elektromotory jednotek. Při absenci těchto informací však při modernizaci a rekonstrukci čerpacích stanic se starými motory vyvstává otázka výběru frekvenčních generátorů. Regulátor je vybrán na základě následujících vlastností:

  • Typ elektromotoru. Počet fází frekvenčního měniče musí odpovídat typu elektromotoru. Při použití třífázového elektromotoru v jednofázové síti vám instalace regulátoru frekvence umožňuje vyřešit problém se spuštěním elektrického stroje bez externího kondenzátoru.
  • Elektrické charakteristiky. Napětí a proud odebírané motorem čerpadla musí odpovídat stejným parametrům frekvenčního měniče. Výkon měniče by měl být o 15-30% větší než hnací výkon čerpací jednotky. Při výběru na základě těchto parametrů mějte na paměti, že čerpací jednotky stejného výkonu mohou mít různé jmenovité proudy.
  • Rozsah řízení frekvence. Tento parametr určuje rychlost otáčení elektromotoru a tím i výkon čerpadla. Chcete-li provést informovanou volbu, musíte znát vlastnosti vodovodní sítě a další parametry. U oběhových čerpadel chladicích a otopných soustav obvykle postačuje frekvence frekvence 200–350 Hz, u čerpadel do vrtů a hlubinných vrtů – od 200 do 600 Hz.
  • Počet analogových a digitálních vstupů a výstupů. Počet konektorů frekvenčního měniče musí odpovídat počtu snímačů, výstražných zařízení a dalších připojených zařízení. V případě upgradu systému je lepší pořídit frekvenční generátor s velkým počtem řídicích vstupů.
  • Podle podporovaných komunikačních protokolů. Pro správnou výměnu dat s automatizovanými řídicími zařízeními nebo dálkové ovládání parametrů je nutný frekvenční měnič, který podporuje protokol používaný v ATS (CAN, LAN nebo jiné).
  • Dostupnost dálkového ovládání. Pro čerpací stanice a jednotky umístěné na těžko dostupných místech je vhodné zvolit frekvenční měnič s dálkovým ovládacím panelem.
ČTĚTE VÍCE
Jak dlouho trvá, než zavěšený strop vyschne?

Varování! Při rekonstrukcích čerpacích stanic je často nutné naprogramovat frekvenční měniče pro motory, které jsou dlouhodobě v provozu. Pro takové elektrické stroje je vhodné zakoupit měniče s automatickou adaptací, protože skutečné vlastnosti těchto elektromotorů se mohou lišit od údajů v pasu.

Výhody frekvenčního řízení pohonů čerpadel

Vybavení elektromotorů čerpacích jednotek frekvenčními měniči zajišťuje:

  • Hladký start a zastavení čerpadel, což snižuje pravděpodobnost vodních rázů v systému.
  • Zjednodušení automatického řízení se zpětnou vazbou na tlak, tlak a další parametry sítě. Analogové výstupy průtokoměrů a tlakoměrů lze připojit přímo k frekvenčnímu měniči.
  • Ochrana čerpacích jednotek před přetížením „během nasucho“. Vypínání elektromotorů při přehřátí vinutí, ztrátě jedné nebo více fází, přepětí a jiných nehodách.
  • Zvýšení životnosti vodovodní sítě přesným udržováním požadovaného tlaku a snížením zatížení potrubí.
  • Snížení hluku při provozu čerpacích jednotek.
  • Možnost integrace do víceúrovňových automatizačních a telemechanických řídicích systémů.

Oblasti použití frekvenčních pohonů čerpacích zařízení

Regulátory frekvence jsou dodávány s:

  • Čerpací agregáty pro zásobování pitnou a užitkovou vodou. Kompletní sada frekvenčních měničů zajišťuje optimální zavlažování a zásobování vodou. PE se používají v průmyslových i domácích sítích. Pro čerpadla pro domácnost vyrábí mnoho výrobců jednofázové měniče.
  • Oběhová čerpadla pro chladicí a topné systémy. Frekvenční měniče v těchto systémech regulují dodávku chladiva teplotou, tlakem, průtokem a zajišťují odvod nebo dodávku tepla s minimální spotřebou energie.
  • Čerpadla pro hasicí systémy. Frekvenční měniče podporují požadovaný výkon síťových čerpadel a zajišťují spuštění hlavních jednotek v případě požáru.
  • Čerpadla používaná v jiných oblastech. Pohon CV je široce používán v dávkovacích čerpadlech v chemickém průmyslu a dalších oborech.

Hlavní předností frekvenčně řízených pohonů čerpacích agregátů je snížení energetické náročnosti o 35 % a více, optimalizace parametrů vodovodních systémů, úspora vody a tepla.

Mezi nevýhody frekvenční regulace obvykle patří vysoká cena frekvenčních měničů. Díky značným úsporám zdrojů a lepšímu zásobování vodou se frekvenční měniče rychle zaplatí. Jejich realizace poskytuje dobrý ekonomický a technický efekt.