Системы вентиляции и кондиционирования
Назад

Что из себя представляет частотник для скважинного насоса и зачем он нужен

Опубликовано: 01.05.2020
Время на чтение: 12 мин
0
5

Частотный преобразователь для насоса автономного водоснабжения

Базовый элемент, обеспечивающий функциональность насоса, это электродвигатель. Ранее регулировка рабочего процесса происходила за счёт автоматики, теперь эту задачу решает частотный преобразователь для насосов.

Инвертор (частотный преобразователь) обеспечивает регуляцию работы насоса гораздо лучше, чем реле. Он работает в одно и то же время как стабилизатор, автоматика и регулятор рабочего процесса. Благодаря ему обеспечивается высокая эффективность прибора:

  • Снижается уровень подачи электричества, при необходимости, и частоты вращения двигателя, что способствует предохранению насоса от преждевременного износа.
  • Предотвращается образование в трубах избыточного давления.
  • Решается проблема со скачками напряжения, что также определённо увеличивает срок эксплуатации насоса.

Преимущественно уже в процессе сборки насосной станции вживляется частотный преобразователь. К числу подобных устройств нужно отнести модели весьма известного насоса Грундфос.

Визуально он представляет собой коробку оснащённую электроникой (несколько плат, датчик, осуществляющий замеры, и инвертор, выравнивающий уровень напряжения) и малогабаритным экраном.

Более дорогие образцы оснащены микропроцессорами. Могут быть встроены аккумуляторы, дополнительные выравниватели и так далее.

Используемые преобразователи могут быть однофазного или трёхфазного типа.

Обратите внимание

По принципу работы преобразователь частоты достаточно прост. Волна электрического тока подаётся на платы прибора. Расположенные там инверторы и стабилизаторы обеспечивают его выравнивание. Одновременно с этим датчик считывает данные давления и прочую значимую информацию.

Все сведения перенаправляются к блоку автоматики. Далее, преобразователь частоты осуществляет их оценку, определяя уровень мощности, который необходимо подать, и, в соответствии с этим, подавая необходимый для продолжения работы объём электроэнергии.

Как результат, преобразователь частоты может отрегулировать плавность запуска электродвигателей, уровень давления воды и остановку работы в критической ситуации. Перечень всех возложенных на частотник «обязанностей» постоянно расширяется ввиду производимых разработчиками усовершенствований.

Что из себя представляет частотник для скважинного насоса и зачем он нужен

Процесс управления действиями преобразователя осуществляется всего лишь нажатием нужной кнопки с ориентировкой на данные, отображаемые на экране. Более дорогие устройства способны распознать большее число команд. Самые качественные модели рассчитаны на несколько десятков рабочих режимов со сменой скорости и программы.

Перечень положительных функций преобразователя частот:

  • Способность выравнивать входное напряжение.
  • Обеспечение регулировки мощности насоса.
  • Создание условий, позволяющих экономить электроэнергию.
  • Увеличение длительности эксплуатации насосного оборудования.
  • Предоставление возможности работы без гидроаккумулятора.
  • Стабилизация внутрисистемного давления.
  • Снижение уровня шумового воздействия насоса.

Также он работает как заместитель автоматики.

Отрицательные моменты:

  • Высокая себестоимость прибора.
  • Осуществление настройки и подключения обычно доступно только специалистам.

Преобразователь частот работает в конструкции насоса следующим образом: при значительном падении уровня давления в гидробаке (определяется с помощью реле), частотник получает соответствующий сигнал и даёт команду на запуск электромотора. При этом всё осуществляется «без резких движений», мощность нарастает постепенно, обеспечивая страховку от гидравлической перегрузки. В настоящее время модели преобразователей обеспечивают регуляцию времени разгона от 5 до 30 секунд.

Пока осуществляется разгон преобразователь непрестанно получает сведения о том, каков уровень давления в трубопроводе. Как только этот уровень достигает нужного значения, разгон прекращается, работа двигателя продолжается на достигнутой частоте.

Стандартная комплектация насосной станции состоит из:

  • Погружного или поверхностного насоса;
  • Манометра;
  • Шланга, оснащённого нержавеющим покрытием;
  • Гидроаккумулятора;
  • Реле давления воды.

Если конструкция уже имеющегося насосного оборудования не оснащена преобразователем частот, то можно осуществить его самостоятельную установку. Обычно в прилагаемой к модели насоса документации имеются указания относительно того, с каким именно преобразователем может взаимодействовать насос данного типа.

Необходимо соответствие между мощностью электропривода и преобразователя.

  1. Значение входного напряжения.

Что из себя представляет частотник для скважинного насоса и зачем он нужен

Указание на то, при какой силе тока преобразователь работает. Здесь необходимо учитывать каковы могут быть потенциальные колебания в сети (низкий уровень напряжения провоцирует остановку, высокий — поломку).

  1. Категория двигателя насоса.

Однофазный, двухфазный или трёхфазный.

  1. Границы диапазона частотного управления.

Для скважинного насоса требуется 200 — 600 Гц (в зависимости от того, какова первичная мощность насоса), для циркулярного насоса — 200 — 350 Гц.

  1. Соответствие числа входов/выходов управления эксплуатационным потребностям.
Предлагаем ознакомиться  Для чего нужна вентиляция и система кондиционирования серверной

Чем их больше, тем больше возможностей управления рабочим процессом.

  1. Выбор подходящего способа управления.

В случае со скважинным насосом — управление выносного типа, позволяющее осуществлять управление напрямую из дома, а циркуляционный насос отлично работает с пультом дистанционного управления.

Определять надёжность приобретаемых устройств нужно косвенно по длительности гарантийного срока. Соответственно, чем он больше, тем лучше качество.

Частотные преобразователи, имеющие гидравлическое подключение, устанавливаются прямо на напорной магистрали. Без такого подключения, на магистраль крепится лишь датчик давления воды, соединённый с ПЧ.

Преобразовать располагается максимально близко к насосу, но только внутри отапливаемого помещения. Общая схема подключения к питанию проста и не вызывает затруднений.

Преобразователи, выпускаемые компанией, расположенной в Дании и производящей насосы. Как следствие, эти частотники спроектированы в максимальном соответствии с конструкцией моделей насоса от Грундфос. Прибор отвечает за тонкую регуляцию работы всего механизма, выполнение предохраняющих и управляющих функций.

Преобразователи системы Cue отличаются разнообразием высококачественных моделей (более 15-ти видов в ассортименте), однако стоимость у них соответствующая. Кроме того цена напрямую зависит от того, для механизма какой мощности требуется преобразователь частоты.

Среди спектра моделей можно найти преобразователи и для однофазного насоса (Micro Drive FC 51), и для трёхфазного (Micro Drive FC101).

Важно

Преобразователи этой компании отличаются бюджетностью. Отвечают за компенсацию крутящего момента, плавность запуска, контроль давления и обладают различными режимами управления числом до 24-х. Соответствие по мощности подбирается в индивидуальном порядке. Имеется защитный корпус, предохраняющий от воздействия пыли и грязи.

Преобразователь частот однофазного типа. Можно использовать в бытовых приборах. Уровень мощности составляет 0,7-2,5 кВт. Малогабаритный, что делает его удобным для установки в любых устройствах. Примечателен тем, что обеспечивает тонкую настройку благодаря нескольким режимам настройки и 16-ти дискретным скоростям. Стоит примерно вдвое больше предыдущей модели.

Что из себя представляет частотник для скважинного насоса и зачем он нужен

Модели этой марки отличаются универсальностью и весьма популярны. Их отличительная особенность — качественный привод и векторное управление.

Привод помимо прочего гасит шумы во время работы двигателя, автоматически подхватывает частоты вращения электрического двигателя, защищает весь механизм от перегрузки и перегрева, обеспечивает плавный старт. По стоимости сопоставимо с Grundfos Cue.

Модели насоса данной категории считаются весьма производительными, но отличаются чрезмерно высоким уровнем энергопотребления, что, конечно, затрудняет эксплуатацию. Снизить объём энергозатрат, уровень давления и продлить срок службы позволяют конечно же частотные преобразователи.

Большая часть современных насосов спроектирована в соответствии с принципом дросселирования.

Электрические моторы этих механизмов находятся в режиме работы на верхнем мощностном пределе, то есть буквально на износ.

Зачастую из-за отсутствия плавности при включении наблюдаются мощные гидравлические удары, портящие конструкцию насоса. Чтобы точно настроить такой механизм тоже нужно изрядно постараться.

Расчёт данных для насосного оборудования всегда производится исходя из предельного уровня мощности, хотя максимальную нагрузку механизм испытывает лишь эпизодически при пиковом потреблении воды, что случается нечасто.

В остальное время осуществление работы на пределе возможностей совершенно неоправданна. Как раз в такие моменты частотный преобразователь для циркуляционного и скважинного насоса сокращает энергопотребление на 30 — 40 %.

Помимо прочего, использование частотного преобразователя в станции насоса обеспечивающего доставку воды позволяет предотвратить проблему «сухого хода». Она актуальна в тех случаях, когда воды внутри системы нет, а двигатель работает дальше. Из-за «сухого хода» может произойти перегрев двигателя и  поломка механизма в целом. Это ещё раз доказывает необходимость использования преобразователя.

Эргономичность приборов является весьма значимым показателем в рамках бытового обслуживания. Улучшение данного параметра для системы водоснабжения, использующей маломощную однофазную модель насоса, затруднительно, поскольку для этого требуется преобразователь с входным/выходным уровнем напряжения 1х220В, а найти такой нелегко.

Обычно бытовые насосы не имеют нареканий по энергопотреблению, однако это не компенсирует затрат на покупку, ввиду её редкой эксплуатации.

Совет

Однако установка преобразователя при этом не теряет актуальности, поскольку он помогает поддержанию постоянного сетевого давления. Иначе говоря здесь осуществляется запрос на комфортную эксплуатацию.

Предлагаем ознакомиться  Ароматизатор в машину: рейтинг лучших освежителей воздуха для автомобилей

Особенно важна такая опция при использовании горячей воды. То есть, применение частотника избавляет от температурных скачков и изменения силы напора.

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.

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.

Что из себя представляет частотник для скважинного насоса и зачем он нужен

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!

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.

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.

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.

Предлагаем ознакомиться  Что из себя представляют обжимные компрессионные фитинги как их выбрать и правильно смонтировать на стальные трубы

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.

Что из себя представляет частотник для скважинного насоса и зачем он нужен

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!

Обратите внимание

Приведем конкретный пример, показывающий зависимость тока двигателя от напряжения в сети.

Погружной 4″ двигатель Grundfos MS 4000, номинальной мощностью 2,2 кВтНоминальное напряжение:Номинальный ток двигателя:
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.

Можно выбрать модель и с большим запасом, но это просто приведет к удорожанию вашей покупки.

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.

Модель преобразователя:Мощность двигателя:Номинальный ток:
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.

  • 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»

, , , , , ,
Поделиться
Похожие записи
Комментарии:
Комментариев еще нет. Будь первым!
Имя
Укажите своё имя и фамилию
E-mail
Без СПАМа, обещаем
Текст сообщения
Adblock detector