VLT AQUA Drive frekvensomformere til pumpeenheder

I moderne pumpeinstallationer er den mest udbredte et elektrisk drev med frekvensstyring. Grundlaget for denne type drev er en halvlederfrekvensomformer. Først halvleder frekvensomformere begyndte at blive brugt i pumpeenheder i slutningen af ​​1960'erne.

Danfoss var en af ​​de første til at bruge halvlederfrekvensomformere i drevet af centrifugalinstallationer. Det var det første i verden (siden 1968) til at producere en række frekvensomformere, der blev brugt i pumpeinstallationer.

Ved at bruge sin mangeårige erfaring i brugen af ​​frekvensomformere i denne teknologigren, har virksomheden skabt en serie af frekvensomformere VLT AQUA Drive beregnet til brug i pumpeinstallationer af vandforsynings- og kloaksystemer. VLT AQUA frekvensomformere er fremstillet til drev fra 0,37 kW til 1400 kW.

Omformerens effektfaktor er også ret høj (cosphi ≥ 0,9), så brug af et variabelt drev baseret på VLT AQUA Drive-konverteren kræver ikke yderligere enheder, der øger cosphi (statiske kompenserende batterier osv.).

I fig. 1 viser et skematisk diagram af VLT AQUA Drive-transduceren og et typisk eksternt tilslutningsdiagram (strømforsyning, pumpemotor, sensorer osv.). Det udvendige billede af VLT AQUA Drive-konverterene er vist i fig. 2.

Ris. 1. Tilslutningsdiagram for VLT AQUA Drive-konverteren

Ris. 2. Frekvensomformere «Danfoss» VLT AQUA Drive serien

VLT AQUA Drive er beregnet til brug i pumpeinstallationer til vandforsyning, spildevandsbortskaffelse og kunstvandingssystemer. I denne forbindelse har den en række specielle funktioner, der giver de egenskaber, der kræves for at fungere under disse forhold, som er anført nedenfor.

1. Konverterkontrolsystemet giver automatisk regulering af proportional-integrale regulatorer, på grund af hvilken forstærkningerne af PI-regulatorerne justeres afhængigt af kontrolobjektets (reservoir-pumpe-vandledning) reaktion på ændringer i den indtastede driftstilstand af systemet variabelt drev.

Takket være denne egenskab justeres PI-regulatoren individuelt til hvert specifikt objekt og kræver ikke præcis justering af regulatorens proportionelle (P) og integrerede komponenter ved idriftsættelse af konverteren.

2. VLT AQUA Drive-konverterstyringssystemet sikrer gradvis fyldning af den tomme rørledning, hvilket forhindrer risikoen for hydrauliske stød og deraf følgende skader på rør og hydromekanisk udstyr.Denne egenskab er især værdifuld for kunstvandingspumpeenheder, som ofte indgår i driften af ​​tomme vandrør. Påfyldningen af ​​vandforsyningen udføres af et signal tryk sensor i få skridt.

3. Styresystemet på VLT AQUA Drive-konverteren har evnen til at signalere trykfaldet i rørledningen under den indstillede værdi, når pumpen når den nominelle hastighed (punkt A). Dette signal angiver behovet for at tænde for en ekstra pumpe, hvis en gruppe pumper kører på vandledningen.

Hvis en enkelt pumpe er beregnet til at fungere på isoleret vandledning, indikerer signalet et vandbrud eller en stor vandlækage fra systemet. I dette tilfælde er pumpenheden slukket, og der træffes foranstaltninger for at eliminere fejlen i vandforsyningen.

4. Konverterstyresystemet har mulighed for at regulere pumpens hastighed, når den er stoppet Takket være denne egenskab reduceres omdrejningshastigheden gradvist til den omdrejningshastighed, der svarer til det øjeblik, hvor ventilen lukkes, hvilket forhindrer, at der opstår vandslag i systemet og mekaniske påvirkninger på selve ventilen.

5. VLT AQUA Drive inverter-kontrolsystemet har evnen til at registrere tørløb. Systemet evaluerer løbende pumpens driftsforhold baseret på måleresultaterne af drevparametrene (drevhastighed og effekt). Ved lavt energiforbrug, som opstår med for lidt eller intet flow, stopper pumpeenheden.

6. VLT AQUA Drive frekvensregulatoren kan fungere i dvaletilstand.Denne tilstand forstås som drift af pumpen med en meget lav flowhastighed, hvilket svarer til lavt energiforbrug. Dette sker normalt, når pumpen kører ved lav hastighed.

Kontrolsystemet, der sammenligner pumpens hastighed og den strøm, der forbruges af den, sætter systemet i «dvaletilstand». Ved lavt flow øger pumpen trykket til den ønskede værdi og stopper. Derudover overvåger styresystemet trykket i vandforsyningssystemet eller niveauet af spildevand i kloakanlæggets modtagetank.

Når trykket i vandforsyningssystemet falder eller niveauet af spildevand i pumpestationens modtagetank stiger, sættes pumpen i drift. På grund af styresystemets egenskab til at give en «sovende tilstand» reduceres sliddet på pumpeenheden, hvilket forhindrer dens drift med et lille vandindtag eller en lille strøm af spildevand i pumpestationens modtagetank. Tilstedeværelsen af ​​denne funktion af konverteren gør det muligt at spare i gennemsnit 5% af den energi, der forbruges til vandforsyningen.

7. Styresystemet til VLT AQUA Drive-konverteren har en funktion, som gør det muligt at tage højde for tryktabet i vandledningen fra pumpestationen til det dikterende punkt i vandnettet. Takket være denne funktion justeres det nødvendige tryk ved udløbet af pumpestationen i overensstemmelse med den skiftende vandforsyning. Dette tager højde for, at tryktabet i rørene er proportionalt med kvadratet på flowhastigheden.

Denne egenskab gør det muligt at levere det nødvendige løftehøjde for enden af ​​vandledningen uden en tryksensor.Det kan dog kun bruges effektivt i mangel af mellemliggende vanddræning langs rørledningen.

8. Sammen med de nævnte egenskaber for styresystemets VLT AQUA Drive-konverter skal følgende bemærkes:

• at sikre en jævn start med en given intensitet af start og stop af pumpen, hvilket forhindrer beskadigelse af pumpelejerne, reducerer sandsynligheden for hydraulisk stød i rørledningerne, reducerer startstrømme i strømforsyningsnettet;

• sikring af vekslen mellem pumpeenheder i drift og i standbytilstand. Dette sikrer ensartet slid på pumpeenhedernes motorressource;

• Konverter-udbetalingsindikation, der viser, hvor meget tid der er tilbage, indtil VLT AQUA Drive er fuldt gendannet.

Derudover bemærker vi særskilt særlige energibesparende funktioner ved frekvensomformere baseret på Danfoss-konvertere.

1. AEO-funktion (automatisk energioptimeringsfunktion). Takket være denne funktion bruger drevet så meget energi, som det er nødvendigt for at tilføre væske på et givet tidspunkt.

Brug af denne funktion sparer yderligere 5-10 % energi. Derudover reducerer denne funktion drevforbruget reaktiv effekt og følgelig belastningsstrømmen af ​​den elektriske motor. Denne funktion er især effektiv for mekanismer med blæsermodstandsmoment (trækmomentet er proportionalt med kvadratet på hastigheden), inklusive centrifugalpumper. Denne funktion reducerer også den akustiske støj fra enheden.

2. Automatisk motortilpasningsfunktion indbygget i inverteren.Justeringen af ​​frekvensomformeren afhænger væsentligt af den elektriske motors interne parametre (modstand, induktans osv.).

Den automatiske tilpasningsfunktion giver dig mulighed for præcist at bestemme parametrene for den motor, der er forbundet til inverteren, og justere den. Denne funktion er vigtig i tilfælde, hvor pumpemotorer udskiftes, når motorparametre ændres efter reparation, og når forskellige typer elektriske motorer er forbundet i serie til den samme konverter.

Tilstedeværelsen af ​​denne funktion reducerer energiforbruget med 3-5%, og ved brug af renoverede elmotorer når besparelsen op på 10%. Brugen af ​​frekvensomformere med særlig høj effekt er forbundet med generering af højere ordens harmoniske.

Tilstedeværelsen af ​​højere harmoniske i strømmen fører til overophedning af kabeltrådene, øger tabene i transformatorerne, forværrer arbejdsforholdene kondensator banker… Derudover ældes isoleringen af ​​elementerne i strømnetværk for tidligt, elementerne i beskyttelsesanordninger (automatiske enheder, sikringer) udløses urimeligt, interferens opstår i telekommunikationsnetværk, der er placeret i nærheden af ​​strømkabler.

I øjeblikket er mange modeller af frekvensomformere udstyret med indbyggede elektromagnetiske kompatibilitetsfiltre (EMC). Især for at forhindre højere strømharmoniske i at komme ind i det eksterne forsyningsnetværk er VLT AQUA Drive frekvensomformere udstyret med drosler i mellemstrømsforbindelsen for at reducere harmoniske forvrængninger.