Нові пристрої частотного регулювання промислових насосів

Мал. 1. Etanorm PumpDrive - насосний агрегат з регулюванням частоти обертання для промислового застосування, потужністю 7,5 кВт, повністю готовий до роботи, до вибраних установок

Мал. 2. Порівняння лінійної і квадратичної характеристики «напряженіечастота» в частотному перетворювачі

Мал. 3. Etabloc PumpDrive в установці для промислового застосування

Так, при проектуванні або переобладнанні споживачі промислового обладнання часто розглядають насосні системи з регулюванням частоти обертання як три різних компонента. Причин тому кілька. Поряд з вимірюваними подачею і напором тут важливу роль відіграють безліч інших критеріїв вибору, наприклад, властивості середовища, що перекачується, температурний діапазон середовища, а також різні конструктивні особливості.

При виборі двигунів найчастіше існують заводські норми, які диктують вибір виконання двигуна або виробника. Після того як був зроблений розрахунок, фахівець з електроприводу підбирає частотний перетворювач, виходячи з номінального струму електродвигуна. При таких різнопланових технічних вимогах до агрегатів потрібно індивідуальне виконання насосів.

Забезпечити таке різноманіття варіантів серійно випускаються агрегатами з економічної точки зору невигідно жодному виробникові насосного обладнання. Але для того щоб все ж скористатися перевагами інтегральних конструкцій, компанія KSB AG (Німеччина) розробила «монтируемую двигуні» систему регулювання частоти обертання відцентрових насосів потужністю до 45 кВт (рис. 1).

На противагу інтегральним двигунів за рахунок використання цієї нової розробки можливе застосування двигунів різних виробників, як це наказано заводськими нормами. Користувач набуває повністю укомплектований агрегат, що має низку переваг у порівнянні з застосовуваними сучасними шафами управління. Він отримує поєднання насоса, двигуна і частотного перетворювача, точно налаштованих один на одного.

Всі параметри, необхідні для першого пуску агрегату після підключення напруги живлення, встановлюються безпосередньо на заводі-виробнику. Функції регулювання, такі як регулювання різниці тисків, кінцевого тиску і температури, виконуються за допомогою вбудованого ПІ-регулятора або додаткових пристроїв. Датчики, необхідні для здійснення цих завдань, частково вбудовані в корпус насоса, або ж за рахунок «інтелектуального» визначення робочої точки відпадає необхідність в таких датчиках.

Вбудовування в трубопровід не відрізняється від аналогічного процесу для насоса зі стандартною частотою обертання, так само як і для введення в експлуатацію сьогодні не потрібні додаткові кошти. При порівнянні з широко поширеними шафами управління «вмонтовується на двигуні» система регулювання частоти обертання має низку переваг.

Відповідальність за безпеку взаємодії всіх компонентів несе виробник насосного обладнання, а не проектувальник, як було раніше. Тому проектувальнику не потрібно проводити індивідуальні випробування інтерфейсів між компонентами до монтажу і під час установки. Здійснюється єдина поставка до певного терміну. Вам не потрібні клієнтські насос, двигун, частотний перетворювач, кабель двигуна, сигнальний провід і додаткові комплектуючі у різних виробників.

Введення системи в експлуатацію також значно спростився. Якщо за рахунок застосування стандартних частотних перетворювачів, які є на складі у багатьох користувачів, споживач розраховує на досягнення подібного налагодженого взаємодії всіх конструктивних елементів, то для цього будуть потрібні відмінні знання обслуговуючого персоналу в області гідравліки і електротехніки. Таким чином, для роботи в режимі енергозбереження необхідно встановити квадратичную характеристику «напруга-частота» (рис. 2) частотного перетворювача.

Нарешті, існують відмінності між експлуатацією конвеєра, навантаженого гравієм, якому відразу після включення необхідний великий крутний момент, і циркуляційного насоса, що вимагає малий пусковий крутний момент. З'єднання кабелем в разі з шафою керування також є істотним.

Залежно від відстані між двигуном і частотним перетворювачем потрібно перевірити, чи повинен бути з'єднувальний провід екранованим чи ні, чи існує необхідність в синусних фільтрах. Крім того, не кожен частотний перетворювач може обробляти сигнал датчика резистора з позитивним температурним коефіцієнтом, що встановлюється на двигуні.

Щоб при подальшій роботі отримати відомості про гідравлічному стані системи, необхідно отримати і перетворити інформацію про струмі, частоті і потужності, яку може надати стандартний частотний перетворювач. Для цього потрібен досвід, і звичайні електротехніки не зможуть все це здійснити. Навіть якщо хто-небудь володіє такими знаннями, результати будуть неточні, тому що дані з частотного перетворювача не надаються спеціалізовано для гідравлічного застосування.

За рахунок використання в промисловості комплексних насосних систем з регулюванням частоти обертання значно знижуються інвестиційні та експлуатаційні витрати. Зменшення витрат при розрахунку і відсутність з'єднувального, як правило, екраніруемого дроти між перетворювачем і двигуном дають переваги, які через деякий час компенсують високі витрати на придбання приводний групи.

Додаткові гідравлічні функції, наприклад «компенсація залежать від подачі втрат тиску на тертя в трубах» і «бездатчикового захист від сухого ходу», а також поява попереджень при переході в зону часткових навантажень підтримують насоси і установки в справному стані. Збільшується їх ресурс, знижуються витрати за життєвий цикл.

Підключений датчик тиску розпізнається автоматично і самостійно налаштовує привід на регульований режим. Можлива паралельна робота до шести насосів, оснащених системою PumpDrive, без додаткового технічного забезпечення. При цьому насосні агрегати повідомляються за допомогою шинної системи передачі данних.От насоса, який використовується в якості ведучого модуля, вони отримують такі параметри робочої точки, необхідні для досягнення загальної заданої величини, що споживання електроенергії всієї установкою зводиться до мінімуму.

Текстові дані на дисплеї блоку управління ведучого насоса поряд з іншими відомостями інформують про режим роботи, подачі, напорі і ефективної потужності всіх насосних агрегатів. Для проектувальника такий насос з регулюванням частоти обертання є завершеним функціональним блоком з витонченим і чітким інтерфейсом для використання з установкою.

Відповідальність за насосну систему, а також режим її роботи з оптимальним енергоспоживанням, навіть при навантаженню, що змінюється, несе виробник. У разі дооснащення існуючих нерегульованих насосних установок будівельно-підрядні організації отримують вигоду за рахунок знижених витрат на установку і введення в експлуатацію.

Економія коштів складається з наступних пунктів:

• незначні витрати на проектування;
• просте придбання;
• установка не вимагає багато місця;
• знижені витрати на кабель;
• простий введення в експлуатацію;
• невеликі простої завдяки запобіганню роботи в режимі часткових навантажень.

Переваги і конструктивна універсальність приводів, «монтованих на двигуні», приведуть до того, що ця конструкція знайде таке ж широке застосування в промисловості (рис. 3), яке вона протягом тривалого часу знаходить в інженерному обладнанні для будівель і споруд