Частотный преобразователь для однофазного насоса. Автоматические насосные станции с частотным преобразователем

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.

Насосы, используемые в системах автономного водоснабжения и отопления, являются производительным, но при этом достаточно затратным в эксплуатационном плане оборудованием из-за высокого уровня энергопотребления. Уменьшить затраты и существенно продлить срок эксплуатации насоса можно укомплектовав его частотным преобразователем, о котором мы поговорим в данной статье.

Вы узнаете, зачем нужен и какие функции выполняет частотный преобразователь. Будет рассмотрен принцип работы таких устройство, их разновидности, технические характеристики и приведены рекомендации по выбору преобразователей для скважинных и циркуляционных насосов.

1 Зачем нужен частотный преобразователь?

Практически все современные насосы, реализующиеся в бюджетной и средней ценовой категории, спроектированы по принципу дросселирования. Электромотор таких агрегатов всегда работает на максимальной мощности, а изменение расхода/давления подачи жидкости осуществляется посредством регулировки запорной арматуры, которая меняет сечение пропускного отверстия.

Такой принцип работы имеет ряд существенных недостатков, он провоцирует появление гидравлических ударов, так как сразу же после включения насос начинает качать воду по трубам на максимальной мощности. Также проблемой является высокое энергопотребление и быстрый износ компонентов системы — как насоса, так и запорной арматуры с трубопроводом. Да и о точной настройке такой системы водоснабжения дома из скважины речи быть не может.

Вышеописанные недостатки несвойственны насосам, оснащенным частотным преобразователем. Данный элемент позволяет эффективно управлять давлением, создаваемым в трубопроводе водоснабжения либо отопления, с помощью изменения величины поступающей на мотор электроэнергии.

Как можно увидеть на схеме, насосное оборудование всегда рассчитывается по параметру предельной мощности, однако в режиме максимальной нагрузки насос работает лишь в периоды пикового потребления воды, что бывает крайне редко. Во всех остальных случаях повышенная мощность оборудования является излишней. Частотный преобразователь, как показывает статистика, позволяет экономить до 30-40% электроэнергии при работе циркуляционных и скважинных насосов.

1.1 Устройство и алгоритм работы

Частотный преобразователь для насосов водоснабжения является электротехническим прибором, который преобразует постоянное напряжение электросети в переменное по предварительно заданной амплитуде и частоте. Практически все современные преобразователи выполнены по схеме двойного изменения тока. Такая конструкция состоит из 3-ех основных частей:

• неуправляемый выпрямитель;
• импульсный инвертор;
• система управления.

Ключевым элементом конструкции является импульсный инвертор, который в свою очередь состоит из 5-8 ключей-транзисторов. К каждому из ключей подключается соответствующий элемент обмотки статора электромотора. В зарубежных преобразователях используются транзисторы класса IGBT, в российских — их отечественные аналоги.

Система управления представлена микропроцессором, который параллельно выполняет функции защиты (отключает насос при сильных колебаниях тока в электросети) и контроля. В скважинных насосах для воды управляющий элемент преобразователя подключается к реле давления, что позволяет функционировать насосной станции в полностью автоматическом режиме.

Алгоритм работы частотного преобразователя достаточно прост. Когда реле давления определяет, что уровень давления в гидробаке упал ниже допустимого минимума, передается сигнал на преобразователь и тот запускает электромотор насоса. Движок разгоняется плавно, что снижает воздействующие на систему гидравлические нагрузки. Современные преобразователи позволяют пользователю самостоятельно устанавливать время разгона электродвигателя в пределах 5-30 секунд.

В процессе разгона датчик сигнала непрерывно передает на преобразователь данные о уровне давления в трубопроводе. После того, как оно достигает требуемой величины, блок управления останавливает разгон и поддерживает заданную частоту оборотов мотора. Если подключенная к насосной станции точка водопотребления начнет расходовать больше воды, преобразователь увеличит давление подачи путем повышения производительности насоса, и наоборот.

1.2 Работа насоса в паре с частотным преобразователем (видео)

Если используемый вами насос не обладает встроенным частотным преобразователем, то приобрести и установить такой регулятор мощности можно самостоятельно. Как правило производители насосов в техническом паспорте указывают, какой конкретно преобразователь подойдет к данном модели оборудования.

1. Мощность — преобразователь напряжения всегда подбирается исходя из мощности электропривода, к которому он подключается.
2. Входное напряжения — указывает на силу тока, при которой преобразователь остается работоспособным. Тут необходимо выбирать с оглядкой на колебания, которые могут быть в вашей электросети (пониженное напряжение приводит к остановке прибора, при повышенном он может попросту выйти из строя). Также учитывайте тип двигателя насоса — трех, двух или однофазный.
3. Диапазон частот регулировки — для скважинных насосов оптимальным будет диапазон 200-600 Гц (зависит от изначальной мощности насоса), для циркуляционных 200-350 Гц.
4. Количество ходов и выходов управления — чем их больше, тем больше команд и, как следствие, режимов работы преобразователя в сможете настроить. Автоматика позволяет задать скорость оборотов при пуске, несколько режимов максимальных оборотов, темпы разгона и т.д.
5. Способ управления — для скважинной насосной станции удобнее всего будет выносное управление, которое можно расположить внутри дома, тогда как для циркуляционных насосов отлично подойдет преобразователь с пультом ДУ.

Если вы отсеяли все представленные на рынке приборы и столкнулись с тем, что подходящего по характеристикам оборудования попросту нет, необходимо сузить критерии выбора до ключевого фактора — потребляемого двигателем тока, по которому подбирается номинальная мощность преобразователя.

Также выбирая блок управления частотой, особенно от отечественных либо китайских производителей, учитывайте срок гарантийного обслуживания. По его продолжительности можно косвенно судить о надежности техники.

Пару слов о производителях. Ведущей компанией в данной сфере является фирма Grundfoss (Дания), которая поставляет на рынок свыше 15 различных моделей преобразователей. Так, для насосов с трехфазным электродвигателем подойдут модель Micro Drive FC101, для однофазных (работающих от стандартной электросети 220В) — FC51.

Более доступным в ценовом плане является оборудование компании Rockwell Automation (Германия). Фирма предлагаем линейку преобразователей PowerFlex 4 и 40 для маломощных циркуляционных насосов и серию PowerFlex 400 для скважинных насосных станций (от одного преобразователя могут работать сразу 3 параллельно подключенных насоса.

Учитывайте, что цена хорошего преобразователя подчас может доходить до стоимости насоса, поэтому подключение и настройка такого прибора должна выполняться исключительно специалистами.

Любое оборудование, необходимое для эффективной работы насоса на воду и не входящее в его стандартную комплектацию, называется дополнительным. Как правило, в стандартную комплектацию насосной станции входят следующие составляющие: погружной или поверхностный насос, манометр, шланг с нержавеющим покрытием, гидроаккумулятор, реле давления воды. К дополнительному оборудованию можно отнести такие вспомогательные изделия, как частотный преобразователь для скважинного насоса, стабилизаторы напряжения, источник бесперебойного питания (ИБП), второе его название преобразователь напряжения, различные датчики, блоки, реле управления и многое другое. В нашей статье мы рассмотрим назначение и особенности использования основного дополнительного оборудования для насосов.

Для любой насосной станции очень важна защита от работы «на сухую». Такое может случиться в условиях дефицита воды в источнике. В случае полного опустошения водозабора агрегат будет работать «на сухую». Это приведёт к перегреву рабочего колеса (крыльчатки) и других важных элементов рабочей камеры. В результате тепловой деформации детали может заклинить, и агрегат выйдет из строя. Чтобы этого не происходило, понадобится блок, защищающий агрегат от сухого хода. К таким блокам можно отнести разные детали:

• электронные контроллеры;
• поплавковый механизм;
• электромеханический регулятор (реле).

Рассмотрим особенности устройства и использования некоторых из них.

Простой контроллер

Электронное реле имеет датчик протока, который позволяет определять наличие или отсутствие водного потока в трубах. Если регулятор показывает отсутствие воды в трубопроводе, то прибор отключает насосное оборудование. В продаже есть множество разновидностей контроллеров, отличающихся функциональностью и внешним видом. Наиболее простые из них укомплектованы только датчиком протока. Наиболее усовершенствованные модели могут объединять в себе функции контроля предельного давления для включения и отключения агрегата, а также защиты от работы «на сухую».

Для насосной станции стандартной комплектации с электромеханическим регулированием давления достаточно купить простой электронный контроллер. Такой блок будет защищать агрегат от сухого хода. Он устанавливается на подающем трубопроводе.

Если вы используете насосную станцию без гидроаккумулятора, то вам также понадобится блок управления, защищающий от работы «на сухую». Этот прибор обеспечит остановку насосного оборудования при закрытых точках водопотребления. Датчик протока сработает и в этом случае, ведь проток воды прекратиться с остановкой расхода из трубопровода.

Контроллер с дополнительными опциями

Такой усовершенствованный регулятор работы насосного оборудования может:

• контролировать давление при помощи встроенного манометра;
• устройство может пытаться автоматически перезапускать насос по истечении определённого промежутка времени;
• задавать нижний порог давления для включения агрегата;
• контролировать верхний и нижний порог давления (это универсальные блоки, объединяющие в себе регулятор давления и датчик протока).

Важно знать: в некоторых модификациях новых контроллеров пользователь может самостоятельно изменять верхний и нижний порог давления в заданных пределах.

Электромеханические приборы для защиты от работы «на сухую»

Электромеханические приборы управления обозначаются буквами LP3. Они также защищают агрегат от сухого хода. По своей сути, они являются теми же реле давления. Однако есть небольшие отличия:

• такой блок работает только с небольшим давлением;
• этот прибор при достижении нижнего предела давления отключает насос, а при верхнем пределе – включает, в то время как обычные реле делают наоборот;
• прибор практически нечувствителен к скачкам напряжения;
• его надёжность и долговечность намного выше;
• цена данного агрегата в сравнении со стоимостью обычного реле ниже;
• в случае остановки насоса из-за срабатывания защиты от работы «на сухую» блок управления не будет перезапускать насос, пользователю придётся делать это вручную.

Поплавковый механизм

Это прибор состоит из поплавка, внутри которого находится стальной шарик, и электрического кабеля. Когда вода набирается в прибор, поплавковый блок всплывает. В это время шарик оказывается в положении, когда он замыкает электрическую цепь. Это приводит к запуску и работе насосного оборудования. Если поплавковый блок опускается из-за снижения уровня воды, шарик изменяет своё положение и размыкает цепь, что приводит к отключению прибора.

Стабилизаторы напряжения

Внимание: при запуске насосного оборудования и без того низкое напряжение в загородной сети может упасть до минимума, что приведёт к выходу из строя бытовых электрических приборов. Всё дело в том, что в таких условиях приборы будут работать на предельной мощности для компенсации недостающего напряжения.

Помимо этого нехватка напряжения негативным образом скажется на двигателе насосного оборудования, а также на возможности агрегата обеспечивать достаточный напор воды. Чтобы такого не происходило, нужно приобрести стабилизатор напряжения для агрегатов, перекачивающих воду.

Чтобы правильно выбрать стабилизатор, необходимо учитывать следующие нюансы:

1. Нужно знать величину пусковых токов. Её можно узнать у производителя или рассчитать по формуле. Для начала определяем рабочий ток, разделив мощность двигателя на напряжение (220 В) и умножив на коэффициент мощности, равный 0,6-0,8. После этого поученное число умножим на 4 и получим искомую величину.
2. Стабилизатор напряжения должен иметь мощность, позволяющую подключить к нему не только насосное оборудование.
3. Выбирайте такой стабилизатор, модель которого адаптирована для работы с агрегатами, которые укомплектованы электродвигателем. Для этих нужд как нельзя лучше подходят стабилизаторы релейной разновидности, имеющие повышенную скорость стабилизации.
4. Для трёхфазных насосов подходят трёхфазные стабилизаторы, имеющие повышенную мощность.
5. Как правило, стабилизатор для насоса необходимо подбирать с трёхкратным превышением мощности.
6. Чем ниже показатель входного напряжения, тем больший запас мощности нужно дать на стабилизатор.
7. Прибор при работе лучше загружать на 80 %, а не на все 100. Это позволит увеличить срок службы прибора.

Разновидности стабилизирующих устройств:

• тиристорные;
• релейные;
• электромеханические.

Выбор той или иной разновидности стабилизатора зависит от уровня напряжения в сети, расстояния, на котором установлен объект от трансформаторной подстанции, скачка напряжения на данной линии. Если резкие скачки и высокие показатели напряжения отсутствуют, можно выбрать электромеханический прибор, имеющий плавную регулировку. Для линий с сетевыми скачками подойдут релейные или тиристорные модели.

Частотный преобразователь для насоса

Для управления насосным оборудованием используются различные приборы:

1. Для отключения работающего насоса из-за изменений режима работы необходимо аварийное реле.
2. Чтобы выполнялось переключение цепей в требуемой последовательности, нужно промежуточное реле.
3. Как мы уже писали выше, для защиты от скачков напряжения понадобится реле напряжения.
4. Для отсчёта времени на выполнение определённой операции нужен таймер.
5. Для контроля давления в трубопроводе и управления автоматическими цепями пригодится электроконтактный манометр.
6. Чтобы измерять температуру подшипников и сальников, нужно термореле.
7. Датчики уровня подают сигнал на запуск или остановку агрегата вследствие изменения напора или уровня жидкости.
8. Вакуумное реле поддерживает заданный уровень разрежения в камере прибора или во входном трубопроводе.
9. Для контроля движения жидкости в трубах используется струйное реле.

Важно: частотный преобразователь особенно важен в системах с несколькими насосами.

Преимущества использования частотного преобразователя для управления насосом:

• Осуществляется плавный пуск двигателя. Это способствует уменьшению воздействия механических нагрузок на насосное оборудование. Кроме этого снижение пусковых токов снижает вероятность риска гидроудара. Отсутствие гидроударов благоприятно сказывается на долговечности и целостности всего гидротехнического сооружения.
• Благодаря этому ресурс насосного агрегата расходуется более экономично. Это позволят продлить срок службы оборудования.
• Использование частотного преобразователя способствует экономии электроэнергии.

К недостаткам частотного преобразователя для управления насосным оборудованием можно отнести следующее:

• Высокая цена прибора. Даже для покупки на насосы небольшой мощности стоимость такого преобразователя получится немаленькой.
• Преобразователь для управления насосом можно использовать только в том случае, если длина кабеля не более 50 м.

Источники бесперебойного питания

Для обеспечения постоянного питания насосного оборудования используются специальные источники бесперебойного питания (ИБП), второе его название преобразователь напряжения. Принцип работы этого прибора основан на том, что при наличии тока в электросети он выполняет зарядку специальных аккумуляторов. При отключении электричества агрегат потребляет электроэнергию из аккумуляторов. При этом он преобразует постоянный ток (12 в), выдавая переменный (220 В).

Иными словами, если одни дополнительные приборы нужны для управления насосом, то преобразователь обеспечивает его бесперебойную работу в случае отключения электроэнергии. Этот прибор соединяется с аккумуляторными батареями и подключается в электрическую сеть.

Частотная синусоида в источниках бесперебойного питания для насосного оборудования необходима, поскольку без неё агрегаты будут издавать много шума и перегреваться. В результате тонкая обмотка может просто-напросто перегореть. Обычно мощность ИБП составляет 1000-2000 Вт. Этой мощности хватит не только для обеспечения работы насосного оборудования, но и для поддержания работоспособности котлов отопления, телевизора и освещения во всём доме.

В нашей статье мы рассмотрели самое необходимое дополнительное оборудование, которое нужно для облегчения управления насосом, повышения его эффективности, защиты от выхода из строя в случае изменения условий работы.

Автоматизацию работы насосного оборудования, можно считать самым важным аспектом в области технического развития систем водоснабжения и водоотведения. Это важно не только для станций, обеспечивающих водой населённые пункты.

Умный насос для скважины сделает так же комфортной эксплуатацию автономного водопровода. Для этого очень важно правильно произвести расчёт скважинного насоса, и соответственно полученным расчётам, подобрать для него преобразователь частот.

Видео в этой статье поможет вам сделать это своими руками.

Достоинства автоматического водоснабжения

Чтобы добиться максимально щадящего режима эксплуатации оборудования, на насосных станциях автоматизируют всё – начиная от запуска и остановки агрегатов, и заканчивая контролем расхода воды. Приборы, помогающие осуществлять тотальный контроль над системой, передают сигналы на табло в диспетчерском пункте.

Примерно тоже, только в меньших масштабах, происходит и в случае автоматизации домашнего насоса. Давайте рассмотрим, какие преимущества даёт системе автоматика.

Итак:

• Наиболее важно вот что: плавный запуск и остановка двигателя насоса, сводит до нуля вероятность возникновения гидроударов, а бережный режим эксплуатации способствует продлению срока службы любого оборудования. При этом снижаются расходы, связанные с эксплуатацией водозабора.
• Прежде всего, это расход электроэнергии. Её цена неуклонно растёт, и это ощущают все: как частные лица, так и предприятия. Частотное регулирование работы двигателей насосов даёт возможность уменьшить объёмы накопительных резервуаров, и даже полностью от них отказаться.

В таких случаях, используют прибор, который называется: «инверторный блок управления для скважинного насоса» — именно его вы видите на фото сверху. Инвертор объединяет в себе различные комбинации контрольных приборов, которыми не оснащён сам насос, и в том числе, имеет встроенный преобразователь частот.

Функциональность и подбор частотного преобразователя

Понятно, что максимальное потребление воды происходит только в определённые моменты, а большую часть времени мощность насоса оказывается излишней. Частотный преобразователь позволяет настроить систему так, чтобы в «час пик» насос выдавал полную мощность, а в остальное время снижал обороты.

• От количества вращений в определённый промежуток времени колеса насоса, зависит развиваемый им напор, и, соответственно, производительность. Суть применения частотного преобразователя заключается в том, чтобы заставить вращаться вал двигателя в заданном темпе. При этом частота переменного тока, получаемого из электросети, меняет свою величину.
• Современные преобразователи имеют широчайший диапазон, и способны преобразовать напряжение как выше, так и ниже характеристик питающей электросети. Схема данного прибора разделена на две части: силовую, состоящую из группы транзисторов либо тиристоров, и управляющую, по сути, являющуюся электронным ключом.
• Состоит управляющая часть из цифровых микропроцессоров, и выполняет все контрольные и защитные функции. Так как структура силовой части имеет характерные различия, частотные преобразователи подразделяются на две группы. Одна из них, включает в себя приборы с промежуточным звеном постоянного тока.

• Вторая группа этого звена не имеет, и называется «преобразователи частот с непосредственной связью». Приборы без промежуточного звена обладают более высоким КПД, и способны «обуздать» самый мощный высоковольтный двигатель. Не смотря на то, что цена данного варианта более высокая, система, в которую он внедрён, по затратам получается на порядок экономичнее.
• За счёт чего получается экономия? Дело в том, что такие преобразователи имеют малый диапазон частот, причём он не может быть равным, или превышать характеристики питающей сети. Нормативная частота тока в сети равна 50Гц, а прибор преобразует её до 30Гц и ниже, вплоть до нуля. Следовательно, снижается потребление электроэнергии – вот вам и экономия!

Столь ограниченный диапазон не позволяет использовать преобразователи данного типа в промышленных масштабах. Зато для бытовых насосов это как раз то, что надо.

Подбор насоса для скважины

Прежде всего, нужно иметь в виду, что мощностные характеристики насоса должны превышать расчётное потребление. То есть, всегда должен быть запас мощности.

Расчёт строится на таких данных:

• Глубина и
• Диаметр обсадной трубы
• , а если проще — расстояние от зеркала воды в скважине, до поверхности земли при работающем насосе
• Суммарный суточный расход воды на семью, содержание животных и полив (рассчитывается исходя из существующих нормативов)
• Удалённость скважины от дома
• Высота подачи воды (учитывается этажность здания)
• Диаметр напорного трубопровода

Напор насоса для скважины, из которой вода будет подаваться непосредственно в дом, представляет собой сумму протяжённости вертикальных и горизонтальных расстояний, умноженную на сопротивление трубопровода — этот коэффициент является величиной постоянной, и равен 1,15.

• Если же в системе водоснабжения присутствует накопительная ёмкость, то к сумме расстояний добавляется ещё и давление гидробака. Давление выражается в атмосферах, а каждая атмосфера приравнивается к 10 вертикальным метрам.
• Рассмотрим, как будет выглядеть расчёт на конкретном примере. Допустим, у вас есть скважина с динамическим уровнем в 35 м. Находится она в 20м от двухэтажного дома высотой 7 м. При этом в доме установлен гидроаккумулятор ёмкостью 60л и давлением в 3 атм.

Расчёт напора будет выглядеть так: Н = (35+20+7+(3*10))*1,15 = 105 метров.

Если учесть небольшой запас, то можно купить насос с напорной характеристикой 110-115м. Как видите, особой сложности данный расчёт не представляет. Теперь поговорим о критериях подбора частотного преобразователя, сокращённо ЧП.

Подбор преобразователя

Что касается технических характеристик ЧП, то они должны соотноситься с типом и мощностью электродвигателя, к которому он будет подключаться. Далее, нужно учитывать необходимый диапазон регулирования, а так же уровень точности настройки и поддержания крутящего момента на валу мотора.

• Конструктивные особенности инвертора, то есть, его габариты, конфигурация, встроенное или выносное управление, так же имеют значение. В подавляющем большинстве установлены асинхронные двигатели. К ним ЧП подбирается по мощности, и лучше, если эта характеристика у преобразователя будет на порядок выше, чем у насоса.

• Существуют преобразователи с векторным управлением, которые позволяют поддерживать скорость вращения при переменных нагрузках, а так же работать, не снижая оборотов в нулевом диапазоне. Такие преобразователи наиболее точно контролируют крутящий момент и частоту вращения вала. Это особенно важно, когда в сети работает два насоса.
• Вообще, частотные преобразователи имеют свою классификацию. Как и любое другое электрическое оборудование, они могут быть однофазными и трёхфазными. Вариант исполнения инверторов может быть бытовым, для сети 220В. Есть так же промышленные преобразователи, мощностью до 500В, и высоковольтные – до 6000В.
• Степень защиты IP, тоже бывает разной. По типу управления, ЧП делятся на векторные и скалярные. Все ведущие производители насосного оборудования, предлагают потребителю и инверторные блоки. Обычно производители привязывают модели преобразователей к конкретным модификациям насосов, и дают рекомендации по их применению.

Покупателю и думать-то особо не надо над выбором: консультант-продавец укажет вам модель преобразователя, подходящую к данному насосу, и разъяснит вам, в чём заключаются особенности его использования.

Использование частотных преобразователей для управления насосами является в настоящее время необходимостью, а не роскошью. Благодаря частотному регулированию имеется возможность снизить потребление электроэнергии в моменты сниженного водопотребления, а также избавить от избыточного давления в сети, что, зачастую, является причиной аварий. Благодаря использованию частотных преобразователей появилась возможность поддержать постоянное давление воды у потребителя.

Каким же образом происходит преобразование частоты применительно к насосам?

Возьмем насос, который работает от двухполюсного двигателя со скоростью вращения вала 2800 оборотов в минуту, при этом на выходе насоса мы получаем номинальный напор и производительность. Теперь, при помощи частотного преобразователя , мы понизим частоту, что повлечет за собой понижение скорости вращения двигателя, а значит, изменится производительность насоса. При помощи датчика, информация о давлении в системе поступит в блок преобразователя частоты, и следовательно, на основании данных от датчика, изменится частота, подаваемая на электродвигатель.

Какие преобразователи частоты можно применять на насосные агрегаты?

Существуют различные производители, предлагающие специализированные частотные преобразователи для насосов , среди которых Vacon 100 Flow (новинка от финского производителя Vacon), INNOVERT VENT (Китай), и другие модели. Они отличаются компактностью, имеют удобный интерфейс и могут исполняться в различных степенях защиты (IP 21, IP 54, IP65). Самая высокая степень защиты- это IP 65, которая является влаго- и пылезащищенной, но при этом имеет более высокую цену.
Диапазон мощностей, в которых представлены преобразователи частоты, довольно широк: от 0,18 до 315 кВт и более, при питании 220 и 380В от сети 50-60Гц.

Применение частотных преобразователей для скважинных насосов

Для того, чтобы подобрать частотный преобразователь для скважинного насоса, необходимо учитывать глубину скважины. К примеру, при артезианской скважине более 100 м глубиной, необходимо использовать дроссели, которые позволяют увеличить износоустойчивость изоляции кабеля и уменьшить другие нежелательные эффекты.