VLT AQUA Convertizoare de frecvență pentru unități de pompare

În instalațiile moderne de pompare, cea mai răspândită este o acționare electrică cu control al frecvenței. Baza acestui tip de unitate este un convertor de frecvență cu semiconductor. Primul convertoare de frecvenţă cu semiconductor a început să fie folosit în unitățile de pompare la sfârșitul anilor 1960.

Danfoss a fost unul dintre primii care a folosit convertoare de frecvență cu semiconductori în acționarea instalațiilor centrifuge. A fost primul din lume (din 1968) care a produs o serie de convertoare de frecvență utilizate în instalațiile de pompare.

Folosind mulți ani de experiență în utilizarea convertoarelor de frecvență în această ramură a tehnologiei, compania a creat o serie de convertoare de frecvență VLT AQUA Drive destinate utilizării în instalațiile de pompare ale sistemelor de alimentare cu apă și canalizare. Convertizoarele de acţionare VLT AQUA sunt fabricate pentru acţionări de la 0,37 kW la 1400 kW.

Factorul de putere al convertorului este, de asemenea, destul de mare (cosphi ≥ 0,9), astfel încât utilizarea unui drive variabil bazat pe convertizorul VLT AQUA Drive nu necesită dispozitive suplimentare care măresc cosphi (baterii de compensare statică etc.).

În fig. 1 prezintă o diagramă schematică a traductorului VLT AQUA Drive și o diagramă tipică de conectare externă (sursa de alimentare, motorul pompei, senzori etc.). Vederea exterioară a convertoarelor VLT AQUA Drive este prezentată în fig. 2.

Orez. 1. Schema de conectare a convertizorului VLT AQUA Drive

Orez. 2. Convertizoare de frecvență „Danfoss” VLT AQUA Drive seria

VLT AQUA Drive este destinat utilizării în instalațiile de pompare pentru alimentarea cu apă, eliminarea apelor uzate și sisteme de irigare. În acest sens, are o serie de caracteristici speciale care asigură proprietățile necesare pentru a funcționa în aceste condiții, care sunt enumerate mai jos.

1. Sistemul de control al convertorului asigură reglarea automată a controlerelor proporționale-integrale, datorită căreia câștigurile regulatoarelor PI sunt ajustate în funcție de răspunsul obiectului de control (rezervor-pompă-linia de apă) la modificările în modul de funcționare intrat al sistemul acționare variabilă.

Datorită acestei proprietăți, controlerul PI este ajustat individual pentru fiecare obiect specific și nu necesită o ajustare precisă a componentelor proporționale (P) și integrale ale controlerului la punerea în funcțiune a convertorului.

2. Sistemul de control al convertizorului VLT AQUA Drive asigură umplerea treptată a conductei goale, prevenind riscul de șoc hidraulic și deteriorarea ulterioară a conductelor și echipamentelor hidromecanice.Această proprietate este deosebit de valoroasă pentru unitățile de pompare de irigare, care sunt adesea incluse în funcționarea conductelor de apă goale. Umplerea alimentării cu apă se realizează printr-un semnal senzor de presiune in cativa pasi.

3. Sistemul de control al convertizorului VLT AQUA Drive are capacitatea de a semnala scăderea presiunii în conductă sub valoarea setată atunci când pompa atinge viteza nominală (punctul A). Acest semnal indică necesitatea pornirii unei pompe suplimentare dacă un grup de pompe funcționează pe linia de apă.

Dacă o singură pompă este destinată să funcționeze pe rețeaua de apă izolată, semnalul indică o întrerupere a apei sau o scurgere mare de apă din sistem. În acest caz, unitatea de pompă este oprită și se iau măsuri pentru a elimina defecțiunea alimentării cu apă.

4. Sistemul de control al convertorului are capacitatea de a regla viteza pompei atunci când aceasta este oprită.Datorită acestei proprietăți, viteza de rotație este redusă treptat până la viteza de rotație corespunzătoare momentului închiderii supapei, ceea ce previne apariția lovitură de berbec în sistem și influențe mecanice asupra supapei în sine.

5. Sistemul de control al invertorului VLT AQUA Drive are capacitatea de a detecta funcționarea uscată. Sistemul evaluează continuu condițiile de funcționare ale pompei pe baza rezultatelor măsurătorilor parametrilor de antrenare (viteza de antrenare și puterea). La un consum redus de energie, care are loc cu un debit prea mic sau deloc, unitatea de pompare se opreste.

6. Controlerul de frecvență VLT AQUA Drive poate funcționa în modul de repaus.Acest mod este înțeles ca funcționarea pompei cu un debit foarte scăzut, ceea ce corespunde unui consum redus de energie. Acest lucru se întâmplă de obicei când pompa funcționează la viteză mică.

Sistemul de control, comparând viteza pompei și puterea consumată de aceasta, pune sistemul în „modul de repaus”. La debit scăzut, pompa crește presiunea la valoarea necesară și se oprește. În plus, sistemul de control monitorizează presiunea din sistemul de alimentare cu apă sau nivelul apei uzate din rezervorul de recepție al stației de canalizare.

Când presiunea din sistemul de alimentare cu apă scade sau nivelul apei uzate din rezervorul de recepție al stației de pompare crește, pompa este pusă în funcțiune. Datorită proprietății sistemului de control de a oferi un „mod de repaus”, uzura unității de pompare este redusă, împiedicând funcționarea acesteia cu o admisie mică de apă sau un debit mic de apă uzată în rezervorul de recepție al stației de pompare. Prezența acestei funcții a convertorului permite economisirea în medie a 5% din energia consumată pentru alimentarea cu apă.

7. Sistemul de control al convertizorului VLT AQUA Drive are o funcție prin care se ia în considerare pierderea de presiune în conducta de apă de la stația de pompare până la punctul de dictare al rețelei de apă. Datorită acestei funcții, presiunea necesară este reglată la ieșirea stației de pompare în funcție de schimbarea alimentării cu apă. Acest lucru ia în considerare faptul că pierderea de presiune în conducte este proporțională cu pătratul debitului.

Această proprietate face posibilă asigurarea înălțimii necesare la capătul liniei de apă fără un senzor de presiune.Cu toate acestea, poate fi utilizat eficient numai în absența scurgerii intermediare a apei de-a lungul conductei.

8. Alături de proprietățile menționate ale convertorului VLT AQUA Drive al sistemului de control, trebuie reținut următoarele:

• asigurarea unei porniri lină cu o anumită intensitate a pornirii și opririi pompei, care previne deteriorarea lagărelor pompei, reduce probabilitatea de șoc hidraulic în conducte, reduce curenții de pornire în rețeaua de alimentare cu energie;

• asigurarea alternantei unitatilor de pompare ca functionare si in regim de standby. Acest lucru asigură uzura uniformă a resursei motrice a unităților de pompare;

• Indicație de plată a convertorului care arată cât timp a mai rămas până când unitatea VLT AQUA este complet restaurată.

În plus, notăm separat caracteristicile speciale de economisire a energiei ale variatoarelor de frecvență bazate pe convertoare Danfoss.

1. Funcția AEO (funcția de optimizare automată a energiei). Datorită acestei funcții, unitatea consumă atâta energie cât este necesară pentru a furniza lichid la un moment dat.

Utilizarea acestei funcții economisește o energie suplimentară de 5-10%. În plus, această caracteristică reduce consumul de unitate putere reactiva și, în consecință, curentul de sarcină al motorului electric. Această funcție este deosebit de eficientă pentru mecanismele cu moment de rezistență a ventilatorului (momentul de rezistență este proporțional cu pătratul vitezei), inclusiv pompele centrifuge. Această caracteristică reduce, de asemenea, zgomotul acustic al dispozitivului.

2. Funcția de adaptare automată a motorului încorporată în invertor.Reglarea convertizorului de frecvență depinde în mod semnificativ de parametrii interni ai motorului electric (rezistență, inductanță etc.).

Funcția de adaptare automată vă permite să determinați cu precizie parametrii motorului conectat la invertor și să-l reglați. Această funcție este importantă în cazurile în care motoarele pompelor sunt înlocuite, când parametrii motorului se modifică după reparații și când diferite tipuri de motoare electrice sunt conectate în serie la același convertor.

Prezența acestei funcții reduce consumul de energie cu 3-5%, iar la utilizarea motoarelor electrice recondiționate, economiile ajung la 10%. Utilizarea convertoarelor de frecvență deosebit de mare este asociată cu generarea de armonici de ordin superior.

Prezența armonicilor mai mari în curent duce la supraîncălzirea firelor de cablu, crește pierderile în transformatoare, înrăutățește condițiile de lucru bănci de condensatoare… În plus, izolarea elementelor rețelelor de alimentare îmbătrânește prematur, elementele dispozitivelor de protecție (dispozitive automate, siguranțe) sunt declanșate nerezonabil, apar interferențe în rețelele de telecomunicații situate în apropierea cablurilor de alimentare.

În prezent, multe modele de convertoare de frecvență sunt echipate cu filtre de compatibilitate electromagnetică (EMC) încorporate. În special, pentru a preveni intrarea armonicilor de curent mai mari în rețeaua de alimentare externă, convertizoarele de frecvență VLT AQUA Drive sunt echipate cu bobine în legătura de curent intermediar pentru a reduce distorsiunile armonice.