Organisering av automatisk vattenförsörjning med hjälp av en frekvensomvandlare

I artikeln kommer vi att prata om hur man organiserar en automatisk vattenförsörjning med hjälp av en frekvensomvandlare. Tänk på valet av omvandlaren, automationssystemets sammansättning, ytterligare möjligheter för övervakning, styrning och skydd av den asynkrona pumpmotorn.

Det är möjligt att uppnå effektiv vattentillförsel och samtidigt säkerställa maximalt skydd av pumpmotorn med användning av specialiserad omvandlare teknik baserad på en autonom spänningsomformare. Denna lösning låter dig organisera automatiseringen av oavbruten vattenförsörjning som används både för dina egna och industriella behov.

Oavsett vilket syfte pumpen används för (borrhål, pumpning, självprimning etc.) kan nästan alla motorer som används i dem delas upp i två typer – enfasiga och trefasiga asynkronmotorer. Beroende på vilken drivmotor som används i pumpen väljs önskad omvandlare..

Vad är konverteraren

Detta är en elektrisk enhet som konverterar nätets elektriska kraft i enlighet med den inkommande uppgiften och matar ut en justerbar spänning till motorn i området från 0 till 220 V eller från 0 till 380 V med en frekvens av 0 till 120 Hz eller mer. Inuti omvandlaren finns:

1. Okontrollerad eller halvstyrd Larionov-bro, som ger rättelse av nätspänningen, byggd på en halvledarbas av dioder eller tyristorer.
2. Kondensatorlänk, jämnar den mottagna spänningen.
3. Nyckel för återställning av den regenererande bromsspänningen.
4. Fristående spänningsomvandlare baserad på IGBT-omkopplare, som ger växelspänning med ett visst värde och frekvens.
5. Mikroprocessorstyrningssystem som ansvarar för alla funktioner i växelriktaren och motorskyddet.

Typisk struktur för en trefas frekvensomvandlare baserad på en autonom spänningsomvandlare

Konverteringsvalskriterier

Det första man bör tänka på är omvandlarens korrespondens med typen av nätverk (220 V eller 380 V). Den andra är korrespondensen mellan omvandlarens effekt och motorns effekt, medan det är önskvärt att ha en liten marginal för nominell effekt för den köpta omvandlaren (i genomsnitt 20-50%), vilket garanterar drift om det är nödvändigt att ofta slå på och stänga av systemet, såväl som i olika nödsituationer.

För att underlätta igångsättningen måste omvandlaren ha en kontrollskärm. De flesta moderna omvandlare som redan är i grundkonfigurationen har inbyggda block för bearbetning av diskreta och analoga signaler, som i framtiden kommer att möjliggöra att bygga ett litet automatiseringssystem på grundval av dem, om de inte är där, måste du beställa dem.

Ett av de möjliga alternativen för design av terminaler som används för att ansluta diskreta och analoga signaler till omvandlaren

Det viktigaste som pumpen måste tillhandahålla är att upprätthålla det inställda trycket i systemet med en konstant förändrad flödeshastighet för det tillförda vattnet. Samtidigt leder en liten minskning av rotationshastigheten hos pumpens pumpdel, utförd av omvandlaren, eftersom pumpen arbetar med en belastning av ”fläkt”, till en mer signifikant minskning av det erforderliga elektromagnetiska vridmomentet och som en följd till en minskning av energikostnaderna..

Ytterligare utrustning för att organisera automatisk vattenförsörjning

1. Analog tryckgivare.
2. Systemstartknappar.
3. Vattentemperaturgivare (för dränkbara pumpar).
4. Ange snabba säkringar.
5. Utgångskontaktor.
6. In- och utgångsstross (vid låg effekt är det möjligt att inte installera).

Knapparna ”Start” och ”Stopp” är anslutna till de diskreta ingångarna på omvandlaren och under installationen förvärvar de nödvändiga egenskaper i programvaran. Den analoga trycksensorn är ansluten till motsvarande analog ingång på omvandlarpanelen och är parametrerad för att ställa in pumpens motorvarvtal.

Hur automatisering fungerar

Efter att ha tryckt på ”Start” -knappen slår omvandlaren automatiskt på utgångskontaktorn och startar, enligt tryckgivarens avläsningar, pumpmotorn. Sedan ger den smidigt sin hastighet till den som krävs för att bibehålla det givna trycket.

I händelse av att detektera en nödsituation med omvandlaren eller trycka på ”Stopp” -knappen, reducerar omvandlaren med nödvändig intensitet, beroende på situationen, motorens rotationshastighet till ett minimum och stänger av kontaktorn.

En vattentemperatursensor för borrhålspumpar är nödvändig för indirekt styrning av pumptemperaturen, eftersom användningen av en givare minskar mängden vattenflöde och som ett resultat försämrar kylningen. Denna kontroll kan försummas om vattentemperaturen garanteras att inte stiga över 15-16 grader Celsius.

Om det finns en inbyggd temperatursensor i motorn bör den anslutas till motsvarande ingång på omvandlaren, detta garanterar 100% skydd av motorn mot överhettning under drift.

Vad du behöver veta när du monterar en krets och ställer in en omvandlare

Det är nödvändigt att noggrant läsa instruktionerna för pumpen och omvandlaren. Vid installation av systemet måste omvandlaren registrera information om motorens nominella hastighet, dess effekt, nominell ström, spänning och frekvens i matningsnätet, optimala accelerations- och retardationstider, tillåten motoröverbelastning vid uppstart och under drift..

Funktionerna för de analoga och digitala ingångarna och utgångarna för kontaktorstyrning måste definieras. Välj därefter kontrolllagen i detta system – U / F eller vektorkontroll. Efter det kommer det att vara nödvändigt att aktivera automatisk parametrering, under vilken omvandlaren själv kommer att bestämma motorn hos lindningarna, beräkna alla parametrar som krävs för att skapa sin matematiska modell.

Alla nödvändiga inställningar i moderna digitala omvandlare kan göras med hjälp av en kontrollpanel med en flytande kristallskärm. Ett antal modeller av omvandlare levereras med speciell programvara, installerad på en persondator, du kan kommunicera med styrsystemet via USB- eller COM-port.

Konverteringspanel

Det är viktigt att korrekt ansluta alla komponenter i automatiseringssystemet och motorn. De flesta omvandlare har en inbyggd 24V strömförsörjning som kan användas för schema och systemdriftindikering med digitala utgångar och LED-lampor.

Fördelar med att använda systemomvandlaren – pumpmotor

Med rätt inställning av omvandlaren övervakar den trycket i vattentillförseln och skyddar den från att överskrida det inställda trycket.

Konverteraren slår på pumpmotorn och roterar den med en hastighet vid vilken det erforderliga trycket upprätthålls i enlighet med vattenförbrukningen, vanligtvis är denna hastighet lägre än den märkta och därmed sparar energi. Motoracceleration äger rum under den tid som anges under idrifttagning (längs den så kallade rampen), detta alternativ tillåter inte bara att minska startströmmen i systemet och, som ett resultat, överbelastning av motoren, men också för att minimera belastningen på den mekaniska delen och därmed förlänga pumpens livslängd och minska överskottet elektricitet.

Endast med hjälp av en omvandlare kan pumpar med en trefas asynkronmotor användas effektivt när de drivs från en 220 V hushållsströmförsörjning.

Skyddet inbyggt i omvandlaren övervakar ständigt den ström som förbrukas av motorn, dess rotationshastighet, temperatur, vilket gör det möjligt att skydda mot kortslutning, förlustfasförlust, fastklämning av den mekaniska delen, överbelastning och överhettning.