При расчете свойств частотного преобразователя регулируемого привода для определенной нагрузки сначала нужно определиться со свойствами нагрузок. Имеется 4 разных метода расчета нужных параметров выхода, метод зависит от свойств электромотора.
Если при расчете произойдет ошибка по мощности, то при нагрузке мотора ниже мощности частотника, устройство не защитит мотор от перегрузки, перепадов напряжения и других вредных факторов.
Если нагрузка мотора выше мощности частотника, то не будет должной эффективности работы. Малая мощность преобразователя частоты не создаст динамику работы насосов. Будут возникать периодические прегрузки.
Расчет частотного преобразователя для насоса
Перед расчетом размера частотника, нужно отличать частотное регулирование характеристики нагрузки. Они делятся:
При возрастании скорости насосов, мощность также повышается по кубической зависимости. Рабочий интервал насосов находится в пределах 50-90%. Нагрузка повышается по квадрату скорости, это 30-80%. Эти факторы выдают себя в свойствах крутящего момента электромотора, который управляется частотником.
Если момент нагрузки постоянный, то мотор регулируемого привода позволяет развивать момент, выше момента нагрузки, так как избыточный момент применяется для ускорения при разгоне. Для обеспечения повышенного момента при запуске, нужен краткосрочный момент перегрузки, который составляет 60% от момента частотника. Он также может преодолевать неожиданные повышения нагрузки.
При вычислении свойств нагрузки существуют четыре набора свойств электродвигателя, которые дают возможность выбрать тип и размер частотника, исходя из его мощности.
- Частотник выбирается быстро по току потребления электродвигателя. Если мотор нагружается не на полную мощность, то его ток можно измерить на подобной системе при полной нагруженности. Если инвертор выбирается по мощности, то нужно сравнивать мощность по расчету и указанную в данных частотника, при одном напряжении. Если идет расчет инвертора по току, то этого делать не нужно, так как ток выхода частотника позволяет оказывать влияние на другие характеристики и частотное регулирование.
- Применение частотных преобразователей выбирается на базе полной мощности, которая потребляется электромотором, и полной мощности, которая подается инвертором. Технические характеристики инвертора выбираются с длительной наибольшей мощностью выхода от 10 кВт и выше при постоянном свойстве крутящего момента.
- Частотный преобразователь можно выбрать по мощности, которая вырабатывается электромотором. Но этот способ неточный, так как косинус и КПД с нагрузкой меняются. По техническим данным применение частотных инверторов выбирается по наибольшей мощности выхода 4,6 кВт.
- Практически мощность по номиналу многих частотников соответствует стандартным. Вследствие чего инверторы регулируемого привода выбираются из этого соображения, что приводит к неточному вычислению их свойств, при неполной загрузке мотора.От конденсатора поступает ток для намагничивания мотора. Ток является реактивной величиной, протекающей от конденсатора к электромотору.Из сети идет только активная величина тока. Поэтому ток выхода инвертора всегда выше тока входа. Есть потребление тока потерь.
Для чего нужен частотный преобразователь для насоса
Современные насосы промышленного назначения действуют за счет применение мощности электромотора. Сердцем насосной установки считается именно электрический двигатель. Вначале функционирование насосной станции регулировало реле давления, и довольно сложная автоматика.
В настоящее время для таких задач применение частотных инверторов является необходимостью. Они выполняют для насоса частотное регулирование. Современные станции насосов считаются устройствами, которые невозможно нормально контролировать. Установив на насос реле, это решение только половины задачи. С преобразователем частоты насос будет функционировать в полную силу. Однако, у него большой расход электроэнергии.
Избыточное давление в трубопроводе ведет только к отрицательным моментам. Насосы имеют свои особенности, из-за которых работа получается неэффективной. Нужно помнить, что может возникнуть проблема в виде перебоев с электроэнергией, скачках напряжения и других проблемах. Это приводит к неисправностям насосов, повышенному его износу.
Можно легко решить эту проблему, сделав применение частотных инверторов обязательным. Они позволяют стабилизировать, автоматизировать и отрегулировать работу насосной станции. Часто изготовители насосов при сборке встраивают частотные преобразователи в схему установки. Внутри корпуса размещают инверторы для сглаживания напряжения, автоматику, измерительные датчики.
В моделях с повышенной стоимостью имеется микропроцессор. Также есть варианты насосных установок регулируемого привода с выравнивателями, вспомогательными аккумуляторами и т. д. Частотные преобразователи бывают 1-фазными и 3-фазными.
Принцип действия преобразователя частоты не сложный. Электричество сначала поступает на плату устройства, затем выравнивается инверторами и стабилитронами. Датчики на частотном преобразователе позволяют определять давление в системе и другие данные, которые подаются на приборы автоматики. Преобразователь частоты делает оценку нужной мощности станции насосов, выдает на насосы количество электроэнергии, требуемое для работы, не больше того.
Частотники могут создать плавный запуск электромоторов, остановить в случае аварии и т. д. Можно долго перечислять все функции, так как специалисты и инженеры постоянно ведут разработку и внедрение новых технологий в свои изделия.
Производить регулировку преобразователь может несколькими командами, которые вводят на экране и клавишами. Чем больше цена устройства, тем выше его функциональность. Частотники хорошего качества имеют множество разных режимов. Преимущества преобразователей очевидны. Их окупаемость составляет один год работы. Недостатки также имеются, но они малозначительны.
Достоинства преобразователей частоты:
- Выравнивание напряжения входа.
- Автоматизация насосов.
- Бесшумность работы.
- Отсутствие необходимости в гидроаккумуляторе.
- Увеличение времени службы.
- Экономия энергии.
- Регулировка мощности.
Недостатки:
- Повышенная стоимость оборудования.
- Требуется вмешательство профессионалов для настройки и монтажа.
Преимущества автоматического водоснабжения
Для щадящего режима работы устройства на станциях насосов производят полную автоматизацию агрегатов. Приборы передают данные диспетчеру. В домашнем хозяйстве происходит похожий процесс.
Преимущества:
- Снижение вероятности гидроударов, продлевает срок службы, снижаются расходы на эксплуатацию.
- Снижается расход на электроэнергию. Уменьшаются объемы резервуаров для накопления. Сокращение расходов на помещения для персонала.
Расходы окупаются за один год.
Приборы контроля сохраняют изменения в системе. Для их контроля нужно сделать возможность регулировки насосов. Для таких целей и нужен преобразователь частоты.
Электромотор насоса включается через инвертор. Это дает возможность привести в порядок всю сеть насосов. Для водопроводов с автономной работой такой метод часто используется. Если скважина находится далеко от дома, то устанавливается повысительная станция.
В этих случаях применяют инверторный блок для насоса. Он соединил в себе разные контрольные приборы, которых нет в насосе.
Подбор инвертора, его функции
Наибольшее потребление воды идет в определенное время, остальная часть времени мощность тратится зря. Частотник дает возможность настройки системы для часа пик, чтобы была полная мощность.
Напор воды и производительность зависит от скорости вращения колеса насоса. Частотник необходим для задания нужного темпа работы. При этом частота тока меняется.
Инновационные инверторы имеют большой диапазон, могут изменять напряжение как выше, так и меньше свойств сети питания. Схема прибора делится на две части: силовую и управляющую.
Управляющая часть включает в состав микропроцессоры цифрового вида, исполняет функции защиты и контроля. Такая схема силовой части различается, частотники делятся на 2 группы. Одна включает устройства с промежуточным звеном тока.
2-я группа не имеет таких устройств, называется инверторы с непосредственной связью. Устройства без промежуточного звена имеют высокий КПД.
Экономия получается за счет малого интервала частот, или превышающего свойства сети питания. Прибор снижает частоту тока до 30 герц и меньше, значит, уменьшается расход энергии. Для промышленных нужд такие инверторы не подходят, но для применения в быту очень пригодятся.
Подбор преобразователя
Технические данные инвертора должны быть сопоставимы с мощностью и типом двигателя, с которым он работает. Необходимо также учесть интервал регулирования и уровень точности настройки, и определения момента вращения мотора.
Особенности конструкции инвертора, габариты, управление, тоже имеют значение. Чаще устанавливают асинхронные моторы. К ним преобразователи выбирают по мощности со значительным запасом, по сравнению с насосом.
Есть частотники с векторным управлением, позволяющие поддерживать обороты вала при изменяющихся нагрузках. Это важно при работе нескольких насосов.
Частотники бывают 1-фазными и 3-фазными. Степень защиты также бывает разная. Большинство производителей насосов предлагают покупателю и блоки инверторов. Они сразу совмещают частотники к конкретным моделям насосов, рекомендуют их применение.
Запуск станции с частотным преобразователем Invertek вместо башни Рожновского подача воды
