Torgholodmash.ru

ТоргХолодМаш
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Частотный преобразователь как средство повышения эффективности насосов

Частотный преобразователь как средство повышения эффективности насосов

Оптимизация процессов и сокращение издержек важны на любом уровне — от крупного предприятия до частного индивидуального хозяйства. Существенно повысить эффективность помогает модернизация насосного оборудования. Включение в систему частотного преобразователя для управления насосами улучшает качество работы и заметно экономит денежные средства на обслуживание и ремонт.

Что такое преобразователь частоты, зачем он нужен

Частотный преобразователь (ПЧ, преобразователь частоты, частотник, частотный регулятор) — современное высокотехнологичное устройство с микропроцессорным управлением, множеством функций и гибкими настройками.

Частотники созданы для качественного контроля скорости и/или момента электродвигателей переменного тока любого назначения, методом согласованного изменения выходной частоты и напряжения. Современные модели способны преобразовывать 50 Гц входящей электросети в необходимые значения. Встроенный инвертор формирует электрическое напряжение заданной формы на обмотках контролируемого электродвигателя. Благодаря этому можно плавно запускать и останавливать двигатель, поддерживать его обороты в нужном диапазоне и оперативно изменять их до нужных значений.

Принцип частотного регулирования

В насосных системах функцию привода выполняет электродвигатель. Поэтому для управления насосом частотник подходит наиболее оптимально. Практически любой электронасос можно дооснастить преобразователем.

Разновидностей ПЧ существует множество. Для управления однофазными и трехфазными электронасосами используют универсальные общепромышленные (например, «Веспер» из линейки EI-7011), которые управляют любыми электродвигателями в широком диапазоне мощностей.

Специализированный частотный преобразовательНо выгоднее купить для насосов специализированный частотный преобразователь (например, «Веспер» E5-Р7500. Такие модели ПЧ настроены на выполнение конкретного круга задач, заранее оснащены всем необходимым — переплачивать за лишний функционал не нужно.

Помимо опций и функционала, преобразователь частоты для насоса должен соответствовать мощностным характеристикам управляемого привода. Производители насосов в техническом паспорте указывают, какой преобразователь подойдет к данной модели оборудования. Если таких рекомендаций нет, за помощью по подбору можно обратиться к специалистам компании «Веспер».

Принцип работы преобразователя частоты в тандеме с насосом

Классическая водопроводная насосная система, без ПЧ в контуре, работает по принципу дросселирования. Электродвигатель в этой схеме постоянно работает на максимальных оборотах, а давление в системе регулируется запорной арматурой, управление в лучшем случае осуществляется с помощью реле или же вручную.

Принцип работы преобразователя частоты в тандеме с насосом

Метод имеет ряд существенных недостатков:

  • быстрый износ оборудования;
  • высокий расход электроэнергии;
  • частые аварийные ситуации;
  • низкое качество работы.

Лишь в периоды пикового потребления воды насос работает в режиме максимальной нагрузки. Во всех остальных случаях повышенная мощность оборудования не оправдана. Это учитывается в продвинутой классической схеме, за остановку и старт электронасоса отвечает автоматика (реле). Но так как реле не способно регулировать обороты привода, по сигналу происходит резкий старт на максимальные обороты. Это приводит к гидроударам и перегрузкам в электросети, в результате система быстро изнашивается.

Частотные преобразователи «Веспер» для управления насосами оснащены микропроцессорами с обратной связью. С их помощью можно интеллектуально и бережно регулировать работу оборудования в соответствии с текущими потребностями системы.

Принцип работы преобразователя частоты в тандеме с насосом

Алгоритм работы прост. Когда датчики фиксируют, что уровень давления в трубопроводе либо уровень в резервуаре упал ниже минимума, передается сигнал на преобразователь. Тот плавно запускает электромотор насоса, ударные нагрузки на трубопровод и электросеть исключаются. Подходящее время разгона электродвигателя можно выставить самостоятельно.

Датчики в режиме реального времени передают на преобразователь информацию в процессе разгона насоса. После того, как требуемые величины достигаются, ПЧ прекращает разгон и поддерживает частоту оборотов электромотора. Если уровень снова начнет падать или расти, микропроцессор автоматически отрегулирует давление, изменив производительность насоса. Параллельно частотник выполняет функции защиты (отключает оборудование при сильных колебаниях тока в электросети).

Где используются насосные пч, плюсы и минусы применения

Частотники можно использовать с насосными установками самого различного назначения. Особенно важны частотные преобразователи для насосов систем горячего и холодного водоснабжения, отопления. Результат модернизации конечный потребитель ощутит и оценит сразу же. Водонапорная система с ПЧ в составе функционирует полностью в автономном режиме. При этом качество подачи воды остается неизменным в любое время суток.

Масштаб системы не имеет значения. ПЧ способны заметно поднять эффективность промышленных насосных станций и бытовых колодезных и артезианских миниводокачек на один дом.

Преимущества управления насосами с преобразователем частоты:

  • экономия электроэнергии (до 30–40%);
  • исключена ситуация «сухого хода» (без воды в системе);
  • нет температурных скачков при подаче горячей воды;
  • стабильная сила напора;
  • отсутствует избыточное давление в трубах;
  • продлен ресурс электронасоса и трубопровода;
  • снижен уровень шума;
  • можно упростить систему, убрать из схемы гидроаккумулятор и др. ненужные узлы и агрегаты.

Минусы схемы с ПЧ:

  • начальные вложения на покупку прибора;
  • необходим специалист для подключения и настройки оборудования.

Эти недостатки быстро компенсируются за счет удешевления обслуживания. В результате сокращаются издержки на поддержание работоспособности и ремонт, стоимость владения в целом уменьшается, а комфорт заметно повышается.

Регулятор напряжения генератора – что это такое

like0 05 Августа 2015

  • Регулятор напряжения генератора – что это такое
  • Что такое регулятор напряжения генератора?
  • Принцип действия регулятора напряжения
  • Проверка регулятора напряжения
  • Трехуровневые регуляторы напряжения
  • Как снять или заменить регулятор напряжения?

star star star star star star star star star

Регулятор напряженияЭлектрооборудование любого автомобиля включает в себя генератор — устройство, преобразующее механическую энергию, получаемую от двигателя, в электрическую. Вместе с регулятором напряжения он называется генераторной установкой. На современные автомобили устанавливаются генераторы переменного тока. Они в наибольшей степени отвечают предъявляемым требованиям.

Что такое регулятор напряжения генератора?

Регулятор напряжения поддерживает напряжение бортовой сети в заданных пределах во всех режимах работы при изменении частоты вращения ротора генератора, электрической нагрузки, температуры окружающей среды. Кроме того, он может выполнять дополнительные функции — защищать элементы генераторной установки от аварийных режимов и перегрузки, автоматически включать в бортовую сеть цепь обмотки возбуждения или систему сигнализации аварийной работы генераторной установки.

Читать еще:  Компьютерный блок питания как регулировать напряжение

Принцип действия регулятора напряжения

Регулятор напряжения генератора

Функцией регулятора напряжения является стабилизация напряжения при изменении частоты вращения и нагрузки за счет воздействия на ток возбуждения. Конечно можно изменять ток в цепи возбуждения введением в эту цепь дополнительного резистора, как это делалось в прежних вибрационных регуляторах напряжения, но этот способ связан с потерей мощности в этом резисторе и в электронных регуляторах не применяется. Электронные регуляторы изменяют ток возбуждения путем включения и отключения обмотки возбуждения от питающей сети, при этом меняется относительная продолжительность времени включения обмотки возбуждения. Если для стабилизации напряжения требуется уменьшить силу тока возбуждения, время включения обмотки возбуждения уменьшается, если нужно увеличить увеличивается.

Проверка регулятора напряжения

Прежде чем проверить регулятор напряжения, нужно убедиться, что проблема кроется именно в нём, а не в других элементах генератора (слабо натянут ремень, окислилась масса и т.д.), для этого нужно проверить сам генератор (Как проверить генератор?). После этого вам нужно снять регулятор напряжения. Процесс демонтажа регулятора описан в статье «как снять регулятор напряжения?». В двух словах скажу, что сначала нужно снять минусовую клемму, снять все провода с генератора, снять пластиковый кожух с генератора, затем открутить и вынуть регулятор напряжения в сборе вместе с щётками.

Треуровневый регуляторДавайте перейдём непосредственно к проверке регулятора напряжения. Проверять регулятор напряжения нужно обязательно в сборе с щёткодержателями – т.к. в случае обрыва цепи щёток и регулятора напряжения, мы сразу это заметим. Перед проверкой, обратите внимание на состояние щёток: если они обломаны или их длина короче 5мм, неподвижны и не пружинят, – то их нужно заменить. Для проверки нам понадобится:

– лампочка на 12в 1-3Вт;

– две обычные пальчиковые батарейки.

Чтобы проверить регулятор напряжения, нам нужно будет построить две схемы: К щёткам подключаем лампочку, К выводам Б и В подключаем «+» от аккумулятора, «-» аккумулятора закрепляем на массу регулятора. Делаем ту же схему, но добавляем последовательно две пальчиковые батарейки. Вывод из всего вышесказанного таков. Исправный регулятор напряжения: в первой схеме лампа горит, во второй схеме лампа не горит, т.к. напряжение выше 14,7в и подача напряжения на щётки должна быть прекращена. Неисправный регулятор напряжения: в обоих случая лампа горит, значит в регуляторе пробой. Лампа не горит вообще – значит, отсутствует контакт между щётками и регулятором или обрыв цепи в регуляторе.

Трехуровневые регуляторы напряжения

Сначала узнаем, для чего нужен этот регулятор. Автомобильный генератор во время движения и работы двигателя должен подпитывать аккумуляторную батарею. Тем самым восстанавливается ёмкость аккумулятора, когда он разряжается во время стоянки. Если мы ездим каждый день, то аккумулятор почти не разряжается, если он в исправном состоянии.

РегуляторХуже приходиться аккумулятору, когда машина долго стоит без движения, ведь его энергия постепенно уходит на поддержание работы авто сигнализации. Ещё хуже дела обстоят зимой, когда при отрицательных температурах аккумуляторная батарея разряжается очень быстро. А если вы ездите помалу и не часто, то аккумулятор не заряжается полностью во время движения и может полностью разрядится как-то утром.

Справиться с вышеуказанной проблемой, призван трехуровневый регулятор напряжения. У него три положения работы: это максимальное (выдаёт напряжение на генераторе 14,0-14,2 В), нормальное (13,6-13,8 В) и минимальное (13,0-13,2 В). Как мы знаем из статьи про проверку работоспособности аккумулятора, нормальное напряжение при заведённом двигателе должно быть от 13,2-13,6 В. Это означает, что генератор работает в нормальном режиме и АКБ заряжается в полном объёме.

Это соответствует среднему (нормальному) положению регулятора напряжения. А вот зимой, желательно повысить напряжение до 13,8-14,0 В, т.к. аккумулятор быстрее разряжается при отрицательных температурах. Это делается простым переводом рычажка на регуляторе напряжения. Так будет обеспечена лучшая зарядка АКБ зимой при работающем двигателе.

Летом, особенно когда жара превышает +25 градусов и выше — желательно понизить напряжение генератора до 13,0-13,2 В. Зарядка от этого не пострадает, но генератор не будет “выкипать”, т.е. не будет терять свою номинальную ёмкость и не сокращать ресурс.

Как снять или заменить регулятор напряжения?

Перед заменой регулятора напряжения, обязательно проверьте генератор в целом (Как проверить генератор?). Регулятор напряжения нужно менять, если напряжение под нагрузкой бортовой сети (включены дальний, обогрев зеркал, печка) меньше 13в. Так же регулятор напряжения может стать причиной высокого напряжения (выше 14,7в). Но, как писалось выше, перед снятием регулятора нужно проверить сам генератор, ознакомиться с другими возможными неисправностями (например слабо натянут ремень генератора), и только потом приступать к замене регулятора напряжения. Так же данная статья вам понадобится для замены щёток генератора, т.к. щётки и регулятор напряжения устанавливаются на генератор в сборе.

Снятие регулятора напряженияИтак, как же снять регулятор напряжения? Открываем капот, снимаем минусовую клемму аккумулятора, находим генератор, отсоединяем колодку проводов «D».

— Снимаем защитный резиновый колпачок с наконечников проводов вывода «+». Откручиваем гайку крепления этих проводов, снимаем их с блока генератора.

— Далее нам нужно снять сам пластиковый блок генератора (чаще всего он черного цвета). Для этого нужно отсоединить три пружинных фиксатора, расположенных по периметру блока.

Читать еще:  Блок питания с регулировкой тока и напряжения 30в 10а

— Находим регулятор напряжения, и крестовой отверткой откручиваем его крепления.

— Вынимаем регулятор напряжения в сборе с щётками, и отключаем от него колодку проводов.

— Далее нам нужно проверить регулятор напряжения, дабы убедиться в его неисправности.

Устанавливаем регулятор напряжения строго в обратной последовательности. Стоит отметить, что в последнее время, многие автолюбители стали пользоваться трёхуровневым регулятором напряжения, для того, чтобы избавиться от просадок напряжения в бортовой сети.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Преимущества использования ЧП

Подключение частотного преобразователя позволяет значительно расширить функциональные возможности системы управления, повысить надежность и продлить срок эксплуатации крана, а также сократить расход электроэнергии.

Расширение возможностей системы управления заключается:

  • В плавном разгоне/торможении, исключая раскачивание груза.
  • В широком диапазоне регулирования скоростью от 0 до номинального значения и выше.
  • В возможности синхронного управления несколькими двигателями от одного преобразователя.

Надежность и безотказная работоспособность крана:

  • Значительно упрощается электрическая схема управления.
  • В пусковом/рабочем режиме ток ограничивается в пределах номинального значения.
  • Защита электрооборудования крана, сообщение о причинах аварийной остановки.
  • Плавный разгон/торможение снижают нагрузки на металлоконструкции крана и его механическое оборудование.

Возможность экономии электроэнергии, обуславливается способностью ЧП уменьшать амплитуду питающего напряжения, что позволяет поддерживать постоянный момент нагрузки на двигателе. Помимо этого, установив рекуперативные системы, можно возвращать энергию полученную от торможения обратно в сеть.

Программирование и настройка ЧП

Программирование частотных преобразователей может осуществляться посредством компьютера, через цифровые интерфейсы, например: CAN, USB, RS485 и т.д. Также с их помощью появляется возможность управлять электроприводами удаленно и производить синхронизацию устройств.

Помимо этого, настройка частотного преобразователя выполняется с панели управления. Функциональные возможности зависят от конкретной модели. Обычно параметры управления разбиты на группы: например: нагрузка на двигатель, настройка входов/выходов, параметры сети и многое другое. Дополнительно могут предусматриваться и специальные функции, необходимые для регулирования конкретных моделей двигателей. В случае введения ошибочных или некорректных данных, есть возможность сброса до заводских настроек.

Особо следует отметить, настройка/программирование преобразователей осуществляется строго по инструкции, прилагаемой к каждой модели.

Выбирая модель частотного преобразователя, необходимо исходить из мощности и типа двигателя. Также учитываются: точность и диапазон регулирования скорости, время замедления и разгона, особенности эксплуатации. Если вы затрудняетесь и не можете определиться с выбором ЧП, специалисты «ТехКранМонтаж» всегда придут «на помощь» и посоветуют оптимальную модель для вашего крана.

Самостоятельная сборка

В состав типовой схемы регулятора на симисторах входят следующие обязательные узлы и элементы:

  • выпрямительные диоды (или мостик);
  • регулировочный резистор, ручка которого выводится на переднюю панель самодельного устройства;
  • ограничивающий динистор любого типа;
  • симистор BTA16-000;
  • индикаторный светодиод вместо неонки;
  • предохранитель.

После того как все эти детали спаяны в схему, потребуется проверить порядок работы каждого из отдельных модулей. Для этого необходимо пройтись по всей цепочке от входа до нагрузки.

Выпрямленное диодами переменное напряжение 220 Вольт через регулировочный резистор поступает сначала на ограничивающий элемент, а затем – на управляющий электрод BTA16-000. В зависимости от положения ручки потенциометра симистор будет открываться больше или меньше, изменяя величину мощности, отдаваемую в нагрузку. По этому описанию собранная схема проверяется на корректность ее сборки и работы.

Посредством такого несложного регулятора удается плавно изменять выходную мощность паяльника или настольной лампы, например.

В чем преимущества использования ЧРП?

Применение частотно-регулируемого привода в составе башенного, козлового, мостового или портального крана обеспечивает следующие неоспоримые преимущества по сравнению с релейно-контакторной схемой:

Возможность адаптации крана к любому типу работ

В высокопроизводительных системах ЧРП присутствует 200-300 программируемых параметров для управления ходом, поворотом, тележкой и крюком.

Как правило, релейно-контакторная схема крана обеспечивают диапазон регулирования скорости не более 1:3. В каждом новом положении командоконтроллера скорость варьируется в зависимости от момента сопротивления на валу. Работа в таких условиях требует от крановщика значительной концентрации и сноровки, поскольку выбег не всегда предсказуем и зависит от инерции механизма.

Использование ЧРП позволяет контролировать скорость рабочих движений вплоть до полной остановки. Этот факт в значительной степени повышает комфортность работы крановщика, продуктивность труда и безопасность проведения работ, исключая возможность неконтролируемого выбега.

Снижение затрат на обслуживание и ремонт

Одно из основных преимуществ перехода на ЧРП.

Релейно-контакторной системе управления присущи резкие скачки тока и момента при старте и переключении скоростей. Естественно, это оказывает негативное влияние на коммутационную аппаратуру и электропривод, способствует подгоранию контактов и износу редукторов. В целом такие явления повышают частоту проведения периодических ремонтов, а это в свою очередь приводит к простоям оборудования и финансовым затратам. Влияние этих факторов с легкостью нивелируется при переходе на ЧРП.

Преобразователь частоты обеспечивает плавное изменение выходных величин при регулировке скорости, поэтому и потребляемый, и выходной ток, а также развиваемый двигателем момент остаются в рамках номинальных значений.

Регулируемое время разгона и торможения

На крановых системах, не оснащенных ЧРП, остановка и пуск двигателей крана происходит значительно резче. Со временем такие рывки вызывают износ следующих компонентов:

  • Трансмиссии — включая муфты, шпоночные пазы и редукторы
  • Тележки и колес
  • Балок и конструктивных опор
  • Троса или цепи для подъёма груза.
Читать еще:  Регулировка арматуры унитаза своими руками

Энергоэффективность

При работе релейно-контакторных схем на пускорегулирующих резисторах выделяется значительное количество тепловой энергии. С точки зрения энергопотребления этот процесс делает работу привода убыточной и неэффективной. Внедрение ЧРП позволяет значительно сократить эти потери и добиться повышения КПД, поскольку разгон и последующая работа двигателя происходят минуя резисторы.

При более детальном рассмотрении работы ЧРП мы видим, что в режиме торможения все же выделяется кинетическая энергия движущегося механизма. Чаще всего она рассеивается в виде тепла на тормозном резисторе преобразователя частоты.

Однако можно избавиться и от этих потерь. Для этого используют преобразователь частоты с модулем рекуперации. В этом случае вся кинетическая энергия торможения механизма преобразуется в электрическую энергию и возвращается в сеть. Однако, наличие модуля рекуперации влияет на стоимость ЧРП, поэтому такой выбор должен быть подтвержден расчетами.

Наконец, существует еще один — третий способ повышения энергоэффективности ЧРП. Он заключается в объединении в общую шину цепей постоянного тока преобразователей частоты крана. После этого энергия, выделяемая при торможении одних механизмов, используется для питания приводов других механизмов, работающих в режиме разгона или установившейся скорости.

Увеличение срока службы оборудования

При использовании частотного привода пуск двигателя осуществляется при токах, ограниченных на уровне номинального значения, что повышает долговечность двигателя, снижает требования к мощности питающей сети и коммутирующей аппаратуре.

Кроме того, поскольку ЧРП контролирует как напряжение, так и частоту, передаваемые на двигатель, исключается риск перегрева. Ограничение крутящего момента также может использоваться в целях предотвращения износа и перегрузки двигателя.

Уменьшенный износ тормозов

Частотно-регулируемый привод значительно минимизирует износ тормозов. На кране без ЧРП при отпускании кнопки каждый раз включаются механические тормоза для замедления его движения. Это изнашивает тормоза, в системах с высокой нагрузкой они нуждаются в замене каждые несколько месяцев.

Когда кнопка хода отпущена на кране с ЧРП, система берет на себя управление процессом замедления и кран останавливается абсолютно контролируемым образом. Тормоза используются в качестве стояночного тормоза для удержания крана на месте. Это значительно увеличивает срок их службы и сокращает время простоя дорогостоящего оборудования.

Также, приятным дополнением является практически отсутствие износа тормозных колодок барабанных тормозов механизмов, так как торможение происходит самим двигателем, а тормоз накладывается на практически неподвижный барабан. Соответственно, отпадает необходимость в частой регулировке тормозов.

Предотвращение раскачивания груза

Поскольку ЧРП позволяет точно настроить время разгона, необходимое для набора желаемой скорости, и время торможения до полной остановки, это не только значительно снижает нагрузку на компоненты крана, но и помогает предотвратить раскачивание.

Контроль над позиционированием

При использовании частотно-регулируемого привода ход, поворот и тележка могут быть запрограммированы в любом соотношении скоростей. Это особенно важно при работе с хрупким грузом, а также при работах, требующих предельной точности.

Ограничение грузоподъемности в целях безопасности

Приводная система может быть запрограммирована на обнаружение условий перегрузки и остановку при превышение уровня нагрузки на крюке, поэтому ЧРП может быть использован в качестве тензодатчика.

Коды неисправностей и диагностика

Доступное программное и аппаратное обеспечение позволяет обслуживающему персоналу самостоятельно программировать, отслеживать и устранять неполадки в системах привода. Один либо несколько связанных кранов с легкостью подвергаются мониторингу параметров.

В случае возникновения проблемы предупреждение может быть отправлено оператору или удаленному специалисту. Диагностика и сброс неисправности также могут быть произведены без непосредственного доступа к крану.

Представленная диагностическая информация весьма обширна и включает: количество приводов, количество циклов, а также предупреждения о текущем или профилактическом обслуживании, основанные на состоянии крана.

Недостатки использования частотно-регулируемого привода

Разницу в ощущениях от управления двигателем на основе контакторной схемы и преобразователем частоты, и как следствие дополнительное время для привыкания к управлению, можно отнести к недостаткам ЧРП.

К счастью, частотно-регулируемые приводы предоставляют пользователю все возможности для удобной работы крана: элементы управления можно настроить в соответствии с предпочтениями оператора.

Совершенный частотный привод для насоса

Регулирование электродвигателя частотным приводом при помощи специального преобразователя позволяет изменять его режим работы: скорость вращения, торможение, разгон, остановку, пуск. Асинхронные двигатели имеют недостаток – с их помощью сложно регулировать скорость традиционными способами.

Частотный привод электродвигателя является более совершенным.

До недавнего времени преобразователи стоили очень дорого, а с появлением микропроцессорных управляющих систем производители создали устройства, доступные по стоимости.

Выбор частотного преобразователя для насоса

Частотный привод для насоса обладает компактными размерами

Преимущества:

  • Автоматизация производственных процессов и работы двигателя;
  • Повышение производительности привода и экономичности работы в целом;
  • За счет того, что снижаются перегрузки, повышается надежность оборудования;
  • Независимо от характера нагрузок создается постоянная частота вращения электродвигателя (при переходных процессах это очень важно);
  • Можно поддерживать постоянную скорость двигателя при использовании обратной связи с переменными нагрузками;
  • Частотник легко встраивается в технические действующие системы без остановки технологических процессов и существенной переделки;
  • Возможность отказа от дросселей, редукторов, вариаторов и другой регулирующей аппаратуры (диапазон их применения можно расширить), что позволяет значительно экономить электроэнергию;
  • Устранение вредного действия на технологическое оборудование переходных процессов.

Статистические преобразователи частоты сейчас являются наиболее совершенными.

Самым высокотехнологичным и перспективным устройством, который способен управлять насосным оборудованием является инверторный регулятор частоты. Он способен изменять у насосов частоту питающего напряжения, продлевает срок службы оборудования для водоснабжения и станет с течением времени экономически выгодным.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector