АНС с частотным преобразователем

В рубрике «Насосы» рассмотрим автоматические насосные станции с частотным преобразователем. Данные станции предназначены для подачи в системах автономного водоснабжения чистой воды, не содержащей химически агрессивных веществ, механических и длинноволокнистых включений с постоянным заданным давлением. Частотный преобразователь (инвертор) плавно изменяя частоту вращения двигателя, обеспечивает постоянное давление в системе водоснабжения независимо от расхода воды, тем самым позволяет сэкономить электроэнергию, повысит КПД и осуществить основные защитные функции (полная защита двигателя, защита насоса от работы в режиме «сухой ход»), увеличивающие ресурс работы автоматической насосной станции. Автоматическая насосная станция с частотным преобразователем состоит из центробежного насоса, приводимого в действие асинхронным двигателем, частотного преобразователя и . Управляет работой частотного преобразователя датчик давления с аналоговым выходом, 4-20 мА который монтируется на напорном патрубке насоса.

Основные характеристики и конструкция

Основные характеристики насосных станций с преобразователями частоты:

• Температура окружающей среды: от +1ºС до +40ºС;
• Максимальная относительная влажность: 50% при температуре +40ºС (без конденсата)
• Класс защиты: IP-54
• Температура перекачиваемой жидкости: от +1ºС до +40ºС;
• Вид перекачиваемой жидкости: вода, не содержащая химически агрессивных веществ и твердых взвесей;
• Номинальная мощность двигателя: до 2.2 кВт (3 HP);
• Входное напряжение преобразователя частоты:

Инвертор IMTP 2,2кВт х 1~(100-244)B /для насоса 3~(100-244)B (50-60 Гц);

Инвертор ITTP 2,2кВт х 3~(200-440)B/ для насоса 3~(200-440)B/ (50-60 Гц);

• Выходное напряжение преобразователя частоты: в зависимости от входного напряжения и характеристик двигателя;
• Частота на выходе частотного преобразователя: 0-55 Гц;
• Номинальный электрический ток на входе преобразователя: 11 А для (IMTP), 6,5 А для (ITTP);
• Номинальный электрический ток на выходе преобразователя: 10 А для (IMTP), 6,0 А для (ITTP);

Конструкция насосной станции с инвертором показана на (Рис 1). Она состоит из центробежного насоса, приводимого в действие асинхронным двигателем, частотного преобразователя, аналогового датчика давления, гидроаккумулятора (емкостью 19, 20 или 24 л. в стандартной комплектации), манометра, соединительной арматуры и электрических подключений.

1. Насос – это основной элемент автоматической насосной станции.
2. Гидроаккумулятор используется для корректной работы датчика давления и увеличения объёма запаса питьевой воды, регулирования количества включений и выключений насоса, а также служит основание для крепления насоса.
3. Частотный преобразователь (инвертор) служит для плавного пуска и остановки асинхронного двигателя, осуществляет управление приводом насоса по заданному алгоритму работы, а также обеспечивает полную защиту двигателя. Регулировка числа оборотов электрического двигателя происходит за счет изменения частоты переменного тока и величины напряжения подводимого к двигателю. Крепится инвертор непосредственно на место штатной клеммной коробки электродвигателя насоса. Охлаждение инвертора происходит за счет воздуха подаваемого вентилятором двигателя.
4. Пятерник используется для удобного и быстрого монтажа датчика давления, манометра и гибкого шланга.
5. Гибкий шланг с уголком используется для подключения насосного оборудования к гидроаккумулятору
6. Манометр используется для визуального контроля давления включения и выключения автоматической насосной станции.
7. Подсоединительные кабели используются для подключения частотного преобразователя к сетевому питанию и подключения датчика давления к инвертору.

Монтаж, электрическое подключение и настройка

Перед монтажом станции необходимо правильно выбрать место установки. Рекомендуется монтировать станцию с инвертором в приямке, цокольном этаже или подвале на горизонтальной, ровной поверхности, в сухом, проветриваемом и защищенном от непогоды месте. Станция может быть подключена напрямую к водопроводной сети или производить забор воды из емкости. Необходимо убедится в том, что суммарное давление в водопроводной сети и максимальное давление создаваемое насосом не превышает значения максимального рабочего давления (номинального давления) самого насоса и гидроаккумулятора. На всасывающем и напорном трубопроводах непосредственно перед автоматической станцией необходимо установить отсечные краны и разъемные соединения, для удобства демонтажа и ремонта.

Всасывающий трубопровод:

1. должен иметь такой же условный проход, что и всасывающий патрубок насоса, или, по возможности, на один типоразмер больше.
2. должен быть как можно короче, без усечений диаметра и резких поворотов. Чем длиннее всасывающий трубопровод, тем большее сопротивление он создает, и тем с меньшей глубины насос может поднять воду на поверхность.
3. должен быть расположен так, чтобы он всегда имел наклон вверх по направлению к насосу. Не допускать образования воздушных пробок во всасывающем трубопроводе.
4. должен быть герметичным и не допускать утечек жидкости или подсоса воздуха. Все соединения необходимо тщательно проверять на герметичность.
5. должен быть всегда установлен с сеточкой, чтобы предотвратить завоздушивание насоса и трубопровода после остановки насоса. Обратный клапан с сеточкой также защищает насос и расположенные далее по системе оборудование от крупных частиц, таких как листья, ветки и насекомые.

Напорный трубопровод:

Диаметр напорного трубопровода рассчитывается исходя из количества точек водоразбора и максимально возможного потребления воды.

Электрическое подключение:

Данные автоматические насосные станции с частотным преобразователем изготавливаются и настраиваются, как правило, по индивидуальному заказу и под конкретные задачи. Полная сборка монтаж и настройка станции происходит в сервисном центре. Из электрических подключений потребителю остается только включить вилку в розетку с заземлением, если частотный преобразователь монофазный IMTP, или подвести питание 380 В четырех жильным кабелем, если частотный преобразователь трех фазный ITTP. Электрические подключения частотного преобразователя ITTP показаны на (Рис. 2) силовая часть.

Частотный преобразователь имеет входной, фильтр благодаря которому, исключается возможные наводки в сети питания. Кроме того, инвертор оснащена встроенным предохранителем от перегрузки по току, гарантирующим абсолютную защиту двигателю, имеющую номинальную мощность, не превышающую номинальную мощность частотного преобразователя.

Монофазный частотный преобразователь IMTP устанавливается на асинхронные трехфазные двигатели с напряжением ~220 В, 50/60 Гц. Обмотки такого двигателя должны бить соединены по схеме «треугольник», если двигатель рассчитан на напряжение 230В в «треугольнике» / 400В в «звезде».

Трехфазный частотный преобразователь ITTP устанавливается на асинхронный трехфазный двигатель с напряжением ~200-440 В, 50/60 Гц. Обмотки такого двигателя должны бить соединены в «звезду», если двигатель рассчитаны на напряжение 230В в «треугольнике» / 400В в «звезде».

На (Рис.3) приведены схемы подключения двигателя по схеме «треугольник» и «звезда».

Инвертор может работать с насосами мощностью до 2,2 кВт (3HP) и частотой от 50 до 60 Гц. Частотный преобразователь оснащен защитой по выходному току; между инвертором и насосом нет необходимости устанавливать дополнительные устройства защиты для того, чтобы защитить двигатель в случае аварийной ситуации.

На (рис. 4) показаны разъемы для подключения управляющих сигналов: , или , а также разъем для подключения частотных преобразователей в каскад.

Станция с частотным преобразователем должна подключатся к сети электрического питания в соответствии с действующими нормам и правилами по технике безопасности. Место подключения оборудования необходимо оснастить ниже перечисленными компонентами:

• Устройством защиты оборудования (УЗО) с номинальным током утечки 30 мА
• Автоматическим выключателем с минимальным зазором между контактами 3 мм.
• Заземлением

Настройка частотного преобразователя:

После сборки автоматической насосной станции с частотным преобразователем в сервисном центре, ее устанавливают на стенд для проведения гидравлических испытаний и настроек. Необходимо заполнить всасывающий патрубок и сам насос жидкостью и удалить весь воздух. Для автоматической настройки частотного преобразователя под параметры насоса необходимо отсоединить гидроаккумулятор, а на выходном патрубке за датчиком давления установить отсечной кран. Чтобы войти в настройки «ПАРАМЕТРЫ ДВИГАТЕЛЯ» необходимо сначала ввести ПАРОЛЬ. Затем нужно выставить номинальный ток двигателя, который указан на фирменной табличке. При первом запуске нужно проверить правильное направление вращения двигателя, наблюдая за вращением вентилятора. Направление вращения можно изменить, изменив значение параметра: «ПАРАМЕТРЫ ДВИГАТЕЛЯ», вращение с 0 на 1. При первом запуске частотный преобразователь определяет максимальные рабочие характеристики насоса. После проведения тестирования необходимо «СОХРАНИТЬ ДАННЫЕ». Для сохранения полученных при тестировании данных нужно выбрать ДА и подтвердить, нажав Enter. Затем выставляется желаемое рабочее давление «ЗАДАННОЕ ДАВЛЕНИЕ» при помощи кнопок (+) и (-).

• Проверка останова двигателя при закрытой подаче: После того как были сохранены полученные данные при первом запуске, необходимо открыть запорный вентиль на подаче, нажать кнопку Start и подождать некоторое время необходимое для стабилизации давления, а затем медленно закрыть запорный вентиль и убедится, что двигатель остановился (через время примерно 5 – 10 секунд). При этом на дисплее появится сообщение «МИНИМАЛЬНЫЙ ПРОТОК». Это значение нужно точно отрегулировать для надежной остановки двигателя. Абсолютное значение мощности остановки двигателя отображается на дисплее.
• Проверка функционирования насоса по сухому ходу: Для проверки остановки насоса по режиму «сухой ход», необходимо закрыть вентиль на подающем трубопроводе, чтобы насос поработал по «сухому ходу». По истечению примерно одной минуты (заводская настройка времени запаздывания) насос должен остановиться, сигнализируя на дисплее “СУХОЙ ХОД”. Если по истечению этого времени насос не остановился, нужно выставить более высокое значение параметра COS FI (значение по умолчанию 0.55).

На лицевой панели частотного преобразователя находятся светодиоды, дисплей и кнопки управления, назначение и описание светодиодов показаний дисплея и кнопок управления показано на (Рис. 5) .

С частотным преобразователем в комплекте находится инструкция по применению инвертора. В данном руководстве очень подробно расписано монтаж и подключение инвертора, запуск в эксплуатацию, настройки и аварийные состояния.

Перед вводом автоматической насосной станции с частотным преобразователем в эксплуатацию необходимо проверить давление в воздушной камере гидроаккумулятора, которое должно быть ниже давления включения насоса приблизительно на 0,2-0,3 бара (атм.) Контролировать уровень давления в гидроаккумуляторе можно с помощью обычного автомобильного манометра. Если давление недостаточно, его необходимо поднять до требуемого уровня при помощи насоса или компрессора. При давлении воздуха больше, чем необходимо, стравить излишки воздуха до нормы.

Эксплуатация, обслуживание и ремонт

При правильном монтаже и соблюдении условий эксплуатации автоматические насосные станции с частотным преобразователем практически не требуют обслуживания и ремонта. Для корректной работы датчика давления примерно раз в полгода необходимо произвести обслуживание гидроаккумулятора и проверить в нем давление воздуха. Как правильно проверить давление и настроить гидроаккумулятор, можно посмотреть . Если станция не будет использоваться в течение длительного времени (например, зимой), то рекомендуется отсоединить ее от системы водоснабжения, промыть чистой водой, затем полностью слить воду и установить в сухом, отапливаемом помещении. Перед началом эксплуатации станции необходимо всасывающий трубопровод и сам насос заполнить водой. Перед запуском автоматической насосной станции с частотным преобразователем в работу после длительного простоя необходимо убедится, что вал двигателя вращается свободно (не заклинен), провернув его за крыльчатку обдува.

И в заключение можно отметить следующее, первоначальные затраты на покупку насосной станции с частотным преобразователем значительные, но они окупаются с лихвой в процессе эксплуатации, за счет экономии электрической энергии.

Спасибо за внимание.

Насосов необходимы для регулировки мощности двигателей. В результате давление в системе поддерживается на должном уровне. Качественные преобразователи способны экономить большое количество электроэнергии. И это следует учитывать. При этом насосы могут использоваться самые разнообразные. Наиболее распространенными считаются системы для подачи воды в дом. Также преобразователи необходимы для циркуляционных насосов. Дополнительно они могут устанавливаться в фонтанах и аквариумах.

Особенности преобразователей

Отличительной чертой всех преобразователей для насосов является их простота. При этом они не нуждаются в каком-либо обслуживании и работают абсолютно автоматически. Дополнительно есть возможность контролировать их через персональный компьютер. Также можно устанавливать индивидуальные графики работы устройства. При этом коэффициент полезного действия у них составляет около 90 %. Еще следует знать, что для насосов с преобразователями не нужен расширительный бак. Таким образом, давление всегда поддерживается на оптимальном уровне.

Какие характеристики есть у преобразователей?

Важными характеристиками преобразователей считается входное напряжение, а также мощность. Дополнительно производителем всегда указывается тип управления. На сегодняшний день различают скалярное и векторное регулирование устройства. Параметр номинального тока зависит от мощности модели. Еще можно выделить показатель выходной частоты. Обычно он указывается в диапазоне от 0.1 до 600 Гц. Перегрузочная способность же вычисляется в процентах. Степень защиты корпуса преобразователя обозначается специальной маркировкой. Рабочая температура устройства производителем также в обязательном порядке указывается. Помимо прочего, следует выделить параметр времени разгона, а также торможения.

Отзывы о преобразователях "Данфосс 2800"

Частотный преобразователь Danfoss довольно прост в обслуживании, а также эксплуатации. При этом допускается плотная установка оборудования. Во многом это связано с надежной системой охлаждения. Для контроля уровня давления в устройстве предусмотрены специальные датчики. Отдельно стоит упомянуть о качественном ПИД-регуляторе. Входное составляет 220 В, а мощность равняется 0.2 кВт.

Выходная частота колеблется в районе от 0.1 до 600 Гц. Управление частотным преобразователем осуществляется векторным способом. Полное время разгона занимает в среднем 30 сек. Степень защиты корпуса - класса "ИП20". Габариты у данного агрегат следующие: высота - 174 мм, ширина - 73 мм, а глубина - 135 мм. Стоит частотный преобразователь Danfoss 2800 примерно 11 тыс. руб.

Модель INVT GD10: характеристики и отзывы

Многие покупатели по достоинству оценили эти частотные преобразователи для насосов за большое количество дискретных входов. Помимо прочего следует выделить наличие релейного выхода. Использоваться данный преобразователь может при температуре от -10 до +50 градусов. Производителем предусмотрен ПИД-регулятор встроенного типа.

Также многие с положительной стороны оценили многофункциональную клавиатуру. С ее помощью можно быстро получить доступ абсолютно ко всем параметрам. Входное напряжение данного устройства Номинальная мощность двигателя составляет 0.2 кВт, а частота колеблется в районе от 0 до 400 Гц. Параметр номинального тока равняется 1.6 А. Степень защиты корпуса - класса "ИП20". Перегрузочная способность данного преобразователя составляет 150 %. Обойдется эта модель покупателю в 12 тыс. руб.

Преобразователь "Веспер Е3-8100"

Частотный преобразователь "Веспер Е3-8100" способен похвастаться своими скромными размерами. Помимо прочего у него имеются специальные коммуникационные адаптеры, которые предназначены для сети. Также следует отметить удобный опциональный пульт. Он оснащен современным программным обеспечением. Печатные платы устройства для защиты покрыты лаком.

Плотная установка приборов производителем допускается. Тип управления в этом преобразователе векторный. Номинальная мощность устройства равняется 0.75 кВт, а выходное напряжение составляет 22 В. Выходная частота прибора колеблется в районе 200 Гц. Полное время разгона составляет 30 сек., а торможения - 50 сек. Степень защиты корпуса установлена класса "ИП20". Эксплуатироваться агрегат может при температуре от -10 до +50 градусов. Стоит частотный преобразователь "Веспер Е3-8100" 13 тыс. руб.

Параметры преобразователя INVT GD15

Регулирование напряжения в данном преобразователе происходит в автоматическом режиме. Всего имеется пять дискретных входов. ПИД-регулятор установлен встроенного типа. Также производителем обеспечена поддержка всех стандартных программ. Клавиатура имеется многофункциональная и обеспечивает быстрый доступ к системе. Отдельно стоит упомянуть о фильтре ЕМС, который встроен в корпус. Данный однофазный преобразователь управление имеет скалярного типа.

Входное напряжение устройства колеблется от 205 до 235 В, а мощность двигателя составляет 0.4 кВт. Выходная частота находится на отметке 300 Гц. В свою очередь, показатель номинального тока равен 2.5 А. В течении 10 сек. перегрузочная способность преобразователя составляет 180 %. Габариты эта модель имеет следующие: высота - 140 мм, ширина - 80 мм, а глубина - 134 мм. Обойдется данный прибор покупателю в 14 тыс. руб.

Отзывы о модели INVT GD20

Эти частотные преобразователи для насосов пользуются большим спросом и имеют хорошую систему защиты. Аналоговые входы и выходы производителем предусмотрены. Также следует отметить встроенный порт С485 с поддержкой многих стандартных программ. Тормозной модуль установлен встроенного типа. ЕМС-фильтр имеется класса С2. Система защиты преобразователя довольно успешно справляется с разного рода помехами.

В случае необходимости пульт в устройстве можно легко отсоединить. Габариты преобразователя довольно компактные и при этом масса его составляет только 1.5 кг. Номинальная мощность агрегата находится на уровне 0.7 кВт, а частота колеблется в районе 200 Гц. Параметр номинального тока равняется 4.2 А. Использоваться прибор может при температуре от -10 до +40 градусов. Отдельно стоит упомянуть о хорошей перегрузочной способности. Тип управления, в свою очередь, имеется скалярного типа. Стоит данный частотный преобразователь (цена рыночная) примерно 12 тыс. руб.

Мнение покупателей об устройстве "Хундаи 700Е"

От прочих устройств данный частотный преобразователь Hyundai отличается качественным ПИД-регулятором. При этом тормозной модуль установлен встроенного типа. Панель управления довольно удобная и оснащена потенциометром для контроля частоты вращения. Подходит данная модель не только для насосов, но и для вентиляторов. Помимо прочего ее часто устанавливают на различные конвейеры. Фильтр ЕМС имеется встроенного типа.

Приводы для этой модели подходят от разных производителей, и это очень удобно. Устанавливается устройство довольно просто и в обслуживании комфортное. Для ввода в эксплуатацию можно использовать "Флешдроп". Тип управления в этой модели классифицируется как скалярный. Входное напряжение прибора колеблется от 200 до 240 В. При этом рабочая мощность однофазного двигателя составляет 0.37 кВт. Отдельно следует упомянуть о широком диапазоне выходных частот. Параметр номинального тока находится на уровне 2.4 А, а перегрузочная способность составляет 150 %. Степень защиты в преобразователе установлена класса "ИП20". Высота данного агрегата составляет 202 мм, ширина - 75 мм, а глубина - 142 мм, при массе в 1.1 кг. Стоит частотный преобразователь Hyundai 700Е в специализированном магазине 12 тыс. руб.

Характеристики преобразователя "Шнидер АТ12"

Подключение частотного преобразователя "Шнидер АТ12" к циркуляционным насосам осуществляется довольно просто. Эта модель от прочих устройств отличается компактностью и повышенной производительностью. Помимо прочего следует отметить многофункциональность прибора. Большое внимание производители дополнительно уделили системе безопасности.

Параметр перегрузочной способности оставляет 150 %. Двигатель установлен однофазный, с мощностью 0.18 кВт. При этом параметр номинального тока равен 1.4 А. Полное время разгона занимает 20 сек., а торможения - 55 сек. Показатель выходной частоты в среднем находится на отметке 250 Гц. При этом максимум он может подниматься до 400 Гц. В свою очередь, входное напряжение преобразователя составляет 220 В. Стоит эта модель в магазине 14 тыс. руб.

Модель "Ловара Н3"

Частотные преобразователи для насосов "Ловара Н3" обладают приемлемыми характеристиками, но имеют один недостаток. Связан он с образованием конденсата. Во многом это зависит от незащищенных контактов. Возможность синхронной работы в этой модели предусмотрена. Также следует отметить многофункциональность устройства. Пуск и остановку двигателя можно делать дистанционно. Прием токовых сигналов осуществляется от 4 до 20 мА.

Температура окружающей среды должна быть от 5 до 40 градусов. В зависимости от давления в системе скорость двигателя контролируется в автоматическом режиме. Показатель подводимого напряжения находится на уровне 400 В. Номинальная мощность трехфазного двигателя равняется 3 кВт. Обойдется эта модель покупателю в 15 тыс. руб.

Преобразователь FC-051

Частотный преобразователь FC-051 активно используется для насосов и систем вентиляции. Отличается эта модель качественным блоком управления. Следует отметить и хороший интерфейс устройства. Подключать данный преобразователь к персональному компьютеру можно. Блокировка механического уплотнителя происходит в автоматическом режиме.

В случае необходимости пульт можно легко отсоединять. При этом запуск устройства можно производить с любого расстояния дистанционно. При повышенном давлении моментально срабатывает защитная система и блокирует двигатель. Также она уберегает систему от различных скачков напряжения. Индикация в этой модели предусмотрена светодиодная. При этом на панели управления имеются только самые необходимые показатели. Уровень шума электродвигателя находится в пределах нормы. Во многом это было достигнуто за счет качественного вариатора, который выдает стабильную частоту на уровне 8 кГц.

Для охлаждения всего преобразователя есть мощный вентилятор. Установлен он у основания рамы и надежно закреплен. При этом устройство может эксплуатироваться продолжительное время и не перегреваться. Дополнительно следует отметить, что система слежения постоянно контролирует внешнее давление. На центробежные насосы данная модель устанавливаться может. Датчик контроля максимум выдерживает выходной сигнал до 20 мА. Стоит данный частотный преобразователь (цена рыночная) примерно 16 тыс. руб.

Автоматизация водонапорного оборудования увеличивает бесперебойность, надежность снабжения водой, снижает затраты производства, расходы эксплуатации, величину объема резервуаров регулирования водоснабжения.

Для автоматической подачи воды кроме общего оборудования, такого как пускатели, реле, используется специальная аппаратура: контрольные реле уровня, заливки, датчики, поплавковые реле и другие.

Автоматизация водоснабжения

Работа насосов автоматизируется путем управления электронасосами погружного типа по уровню наполнения, давлению.

На рисунке изображена схема автоматизации – помпы 1, электрических соединений. Автоматизация проводится путем монтажа реле уровня. Работа ключа управления состоит из авто- и ручного режимов.

На этом рисунке видна схема автоуправления насосом по водяному уровню, находящемуся в баке водонапора. Она выполнена элементами релейного вида. Выключатель SA1 задает режим автоматизации. При включении в состояние «А» и включении автомата QF поступает напряжение. При положении воды менее отметки датчика, клеммы по схеме разомкнуты. На реле КV1 ток не поступает, контакты пускателя включены. Пускатель подключает двигатель насоса, отключается лампа сигнала НL1 и светится лампа НL2. Помпа подает воду.

Когда вода наполняется и закрывает промежуток срабатывания датчика, то цепь SL2 замыкается. Реле КV1 не подключается, последовательные контакты разомкнуты. При достижении воды до верха, цепь замыкается, а реле КV1 подключается. При этом реле, расцепив контакты обмотки пускателя, выключает контактор, замкнув контакты, остается на питании по цепи датчика. Электромотор помпы отключается, гаснет лампа сигнала НL2 и начинает светиться лампа НL1. Двигатель запустится снова, когда уровень понизится до размыкания цепи, отключится реле КV1.

Насос подключится при любом режиме, если датчик контроля уровня замкнулся. Главной отрицательной стороной такого управления стало то, что зимой электроды датчиков замерзают, насос не отключается, вода в баке переливается, разрушается башня из-за образования льда на воде.

Если управлять по давлению, то манометр устанавливают на трубе напора насосной станции. Это делает легким техосмотр датчиков, не допускает их замерзание.

Если вода отсутствует, то манометр замкнут, а концевой выключатель верхнего предела разъединен. Реле срабатывает, клеммы замыкаются, пускатель включается и запускает насос, который качает воду. Поднимается давление до тех пор, пока не замкнется манометр, который настроен до отметки верхнего уровня.

При расходе воды давление уменьшается, размыкает контакты, насос не включается, на реле нет напряжения. Насос включится, когда уровень уменьшится до критического. Цепи управления запитаны от пониженного напряжения 12 вольт от трансформатора. Это снижает опасность поражения током при обслуживании схемы.

Для ремонта насоса при поломке служит выключатель. Он при необходимости замыкает клеммы и пускатель снова соединяется с сетью питания. В разрыв управляющей цепи установлен контакт, размыкающийся когда нет фазы, катушка КМ разъединяется и помпа выключается до окончания ремонта. Силовые цепи защищены от замыканий автоматом.

Преобразователь частоты и водоснабжение

На схеме изображен процесс автоматизации погружного насоса, с обратным клапаном, расходомером. Управление работой водоснабжения выполняется по следующему сценарию. Если насос выключен, а давление снижается до минимального значения, датчик сигнализирует на запуск насоса. Привод запускается медленным повышением частоты тока мотора. Когда обороты привода насоса достигают необходимого значения, помпа выходит на нормальный режим. Частотник программируется для создания необходимого ускорения помпы. Использование привода насосов с регулированием дает возможность создать водоснабжение с прямотоком, с автоподдержанием давления.

Управляющий блок для плавной работы двигателя, датчик давления воды, дополнительные элементы.

Функции, обеспечиваемые блоком управления и частотником:

• Плавный разгон и замедление насоса.
• Автоуправление.
• Блокировку сухого хода.
• Автоотключение насоса при отсутствии одной фазы, малом напряжении, аварийной ситуации.
• Блокировка от чрезмерного напряжения на частотнике.
• Сигнализация об аварии, работе насоса.
• Поддержание рабочей температуры в холодное время.

Автоматизация насоса с разгоном и автоподдержкой давления

Мотор . При нажатии кнопки «пуск» реле срабатывает, подключает частотник, дает возможность плавной работы по заданной программе. В аварийном положении частотника или мотора цепь замыкается, включает реле, которое отключает выход частотника. Снова включить схему защита позволит только при устранении поломки и нажатии сброса блокировки.

Датчик давления соединен с входом частотника, создавая обратную связь в уравновешивании давления. Работа стабилизации контролируется регулятором частотника. Нужное давление устанавливается потенциометром с помощью пульта частотника. При аварии горят индикаторные лампы. Шкаф с устройством управления подогревается специальными нагревателями, которые включаются от термореле. От коротких замыканий защищает автоматический выключатель.

Автоматизация водоснабжения считается в техническом развитии важнейшим аспектом. Это нашло свою актуальность не только на крупных станциях водоснабжения. Насосы с приборами автоматики создают комфортную работу отдельных водопроводов. Для организации такого водопровода необходимо рассчитать скважинный насос, подобрать по результатам расчета преобразователь частоты.

Пример работы частотника на демонстрационном стенде

Во всем мире пользуются для управления насосами достаточно давно. К сожалению, в России такая техника пока не прижилась. Расскажем, в чем прелесть этих маленьких незамысловатых коробочек, и какой огромный плюс они дают потребителю при их использовании в системе частного водоснабжения.

Что такое частотный преобразователь? Как правило, владельцы домов и коттеджей используют в своих системах водоснабжения погружные скважинные насосы. осуществляется при помощи реле давления и гидроаккумуляторов различной емкости.

Реле давления имеет два порога: верхний и нижний. При таком устройстве системы водоснабжения в момент, когда насос включается, давление падает очень сильно и потребителю это некомфортно. Он испытывает дискомфорт, потому что давление меняется. Особенно это чувствуется при приеме душа. Владельцы коттеджей это прекрасно понимают, так как они уже сталкивались с этой проблемой. Те, кому только предстоит обустроить свою систему водоснабжения, эта информация окажет помощь в представлении ожидаемого эффекта.

Как улучшить комфорт, чтобы давление в системе было постоянным? Есть решение этой проблемы. Это применение частотного преобразователя. Многие компании осуществляют поставку частотников фирмы Italtecnica. Этот концерн выпускает частотные преобразователи с монофазными насосами серии . Эти частотные преобразователи могут управлять монофазными насосами мощностью до 1,5 киловатт.

Функциональность преобразователя

Как работают преобразователи? Они изменяют частоту в сети. Частота сети в России 50 герц. SIRIO меняет частоту с 25 до 50 герц в зависимости от потребления воды. Чем больше потребляется воды, тем быстрее крутится двигатель. Чем меньше потребление воды, тем частота тока в сети меньше и двигатель замедляется, при этом потребляя меньше энергии.

На стенде смонтирована система водоснабжения с погружным скважинным насосом, частотным преобразователем и гидроаккумулятором на 5 литров. Прелесть частотных преобразователей заключается в том, что им не требуется большой гидроаккумулятор для работы. Достаточно маленького гидроаккумулятора, даже при производительности насоса 4 м 3 в час. В данном случае гидроаккумулятор не служит как накопитель, он только гасит гидроудары. Эти гидроудары очень незначительны, потому что . В момент, когда стартует насос, он подает на него частоту всего 25 герц, поэтому насос запускается очень медленно, при этом потребляет мало энергии.

В данном случае на стенде имитирована система водоснабжения из четырех кранов. Преобразователь частоты запрограммирован таким образом, что он будет поддерживать постоянно 3 атмосферы в системе водоснабжения, независимо от того, один кран открыт или четыре. При открытии крана с водой насос начинает запускаться. Происходит это плавно, в течение нескольких секунд. Насос начинает набирать обороты, которые достаточно на низком уровне. Если мы открываем остальные краны, насос начинает увеличивать свои обороты, частота сети будет меняться в сторону увеличения для того, чтобы компенсировать потерю давления на нескольких кранах.

Потребление в этом случае будет очень комфортным. Давление не будет изменяться независимо от того, сколько кранов открыто. При закрытии кранов частота вращения на двигателе начинает падать, но давление при этом останется неизменным. В нашем случае запрограммировано давление на 3 атмосферы. Независимо сколько кранов открыто это давление будет постоянным. Закрываем все краны, и видим, что происходит отключение насоса, замедление вращения двигателя. Через несколько секунд насос выключается, набрав 3 атмосферы.

Достоинства частотных преобразователей в системе водоснабжения

Плюсов несколько:

1. Не нужен большой гидроаккумулятор. Это экономия пространства и денежных средств.
2. Частотный комфортным. Вы получаете постоянное давление в системе независимо от того, сколько кранов вы открыли. Бывает так, что на первом этаже открыли душ, на втором срабатывает стиральная машина. При этом человека обдает кипятком, либо холодной водой, так как разность горячей и холодной воды обуславливается разностью давления в 0,5 атмосферы. Это чувствительно при приеме душа. В нашем случае это не зависимо, сколько человек пользуется водой, давление в системе остается постоянным.
3. Экономия электроэнергии. Это также очень важно. Преобразователь частоты стоит не дешево, но экономия от его использования окупается через два года.
4. Преобразователь защищает насос. Если в системе закончится вода, то преобразователь отключится, тем самым предотвратит сгорание насоса. Если в насосе заклинят рабочие колеса, он также выключится. Если в системе есть утечки, он будет несколько раз перезапускаться, потом отключится, так как наличие утечек может повредить насос. В частотнике предусмотрена защита от перенапряжения. Если напряжение высокое, он просто не запустится. При очень низком напряжении преобразователь тоже не запустит насос, так как двигатель может выйти из строя. Также частотник имеет защиту по току. Часто бывает, что на вал двигателя могут намотаться посторонние предметы, или попасть песок, который будет подклинивать рабочие колеса. В этом случае ток в обмотке двигателя будет расти, но тепловая защита еще не сработает, частотник также отключит насос, чтобы можно было провести чистку насоса. Обычные средства защиты не спасают от повышенного тока, потому что тепловая защита рассчитана на максимальный ток. А когда номинальный ток повышается на 20%, это незаметно, но происходит медленное убивание мотора насоса. Повышенный ток приводит к расслоению обмоток двигателя, лака на них, постепенно обмотка сгорает. Потребитель заметит этот процесс только через 2-3 месяца.

Частотник обладает большим комфортом. Его использование в частном доме позволяет получить полноценный водопровод с постоянным давлением. Занимает малые габариты, экономит электроэнергию. Это немаловажно, так как насосы обычно имеют большую мощность, 1,5 – 2 кВт. На преобразователи дается гарантия от 1 до 2-х лет заводом производителем.

Как подобрать частотный преобразователь

Технические данные должны сочетаться с мощностью и типом мотора насоса, с которым он будет работать. Нужно учесть нужный интервал регулировки, точность настраивания и поддержки момента вращения на двигателе.

Особенность конструкции инвертора, его габариты, управление, конфигурация также оказывают влияние на выбор. Чаще в скважинах монтируют асинхронные моторы. Частотник к нему выбирается исходя из мощности, чтобы ее величина была больше, чем у двигателя.

Если в сети два насоса, то лучше выбрать частотник с векторным управлением, дающим возможность поддерживать обороты мотора при изменяющихся нагрузках, функционировать без понижения оборотов. Такие устройства точнее контролируют момент двигателя и скорость работы.

Частотники разделяются на классы по напряжению: для бытовых нужд на 220 В, промышленные до 500 В, высоковольтные до 6000 В. А также устройства имеют разную степень защиты, тип управления. Крупные производители выпускают инверторные блоки насосов. В них частотники привязаны к моделям насосов, даются рекомендации по использованию. Потребителю не нужно задумываться о выборе, консультант разъяснит все особенности применения.

На видео — погружной насос.

Частотный преобразователь для скважинного насоса

Данный преобразователь (инвертор) предназначен для частотного регулирования скорости вращения ротора электродвигателя, а, следовательно, и рабочего колеса скважинного насоса.

Для этого входящий в инвертор трехфазный (напряжение 380 А, частота 50 Гц) или однофазный (напряжение 220В, частота 50Гц) ток преобразуется в трехфазный или однофазный ток, но с изменяющейся частотой и амплитудой. Преимущества применения частотного преобразователя для скважинного насоса :

1. 1. Плавное включение электродвигателя, а значит и всего насоса. Его рабочее колесо плавно, постепенно будет набирать рабочие обороты. Поэтому резко снижаются пусковые токи (для мощных, более 10 кВт электродвигателей, пусковые токи могут в 5-6 раз превышать номинальные!), механические нагрузки на насос, исключается возможность гидроудара. Тем самым экономнее расходуется ресурс насоса, и он более длительный период может служить. Не забываем и про скважину, для которой гидроудары также не есть хорошо.
2. 2. Если скважинный насос напрямую подает воду, минуя мембранный гидроаккумулятор (например, при поливе) и при этом водоразбор меньше производительности насоса, то частотный преобразователь, уменьшив частоту вращения рабочего колеса, приведет в соответствие мощность насоса требуемому водоразбору. А уменьшение мощности, это уменьшение потребление электроэнергии.

Но наряду с достоинствами частотный преобразователь имеет и свои недостатки:

1. 1. Длина кабеля между преобразователем и двигателем не должна превышать 50 м. Собственная емкость кабеля (которая с длиной возрастает) приводит к появлению пиковых напряжения на клеммах электродвигателя и возможен пробой между его обмотками.
2. 2. Достаточно высокая стоимость преобразователя ≈ 7-13 тыс. рублей (для электродвигателей малой мощности).

В настоящее время среди известных торговых марок скважинные насосы с частотным преобразователем выпускает компания Grundfos (Дания) – серия SQE, выполненная из нержавеющей стали, производительностью 3,5 – 7 м 3 /ч и напором 68 – 107 метра. Помимо плавного пуска и регулирования мощности преобразователи в этих насосах выполняет следующие защитные функции:

– от работы «всухую» (рабочая часть насоса находится вне воды);

– от скачков напряжения;

– от разного рода перегрузок.

Насосы серии Grundfos SQE надежны, долговечны и экономичны. Единственный недостаток – это их высокая стоимость. Для примера. Ориентировочная стоимость насоса SQ 2-85 (производительность 3,5 м 3 , напор 109 м, мощность 1.15 кВт) составляет 32 тыс. рублей. А точно такая же (по техническим характеристикам) модель с частотным преобразователем – SQE 2-85 стоит уже 69 тыс. рублей. То есть более, чем в 2 раза дороже!

Впрочем, множество компаний выпускают частотные преобразователи различной мощности именно для работы со скважинными насосами – ITALTECNIKA SIRIO (Италия), HYUNDAI (Южная Корея), Toshiba (Япония), SIEMENS (Германия), ООО «Завод насосного оборудования» (Россия) и т.д. Так что можно самостоятельно обеспечить себе плавный пуск двигателя для того же Grundfos SQ 2-85. И это обойдется дешевле. В подборе инвертора, в принципе, нет ничего сложного. Основные критерии – мощность двигателя насоса, необходимые входные и выходные напряжения (например, входное – однофазное, 200-230 В, выходное – трехфазное, 200-230 В).