Помпа с променлива честота

Ползите от VFD са няколко. Най-важното е, че задвижването с променлива честота намалява консумацията на енергия и износването на двигателя на вашата помпа. Без VFD помпата ще работи с фиксирана скорост - което означава, че е включена или изключена. Няма променлива скорост.

Помпите с фиксирана скорост използват много електроенергия, когато търсенето на помпата не е на върха си. С други думи, без VFD, вашата помпа винаги ще използва максималното количество енергия. Тези двигатели на помпи също понасят много злоупотреби. Необходимият висок стартов ток може да бъде шест до седем пъти по-голям от номиналния ампераж при пълно натоварване на двигателя. Това не само е скъпо, но добавя голямо напрежение към вашата помпа и към вашата система за контрол на потока като цяло.

Когато помпите се повредят, това може да струва повече от престой. Общините са болезнено наясно с цената на повреда на помпата и контрола на нивото. Когато помпените станции спрат да работят, това обикновено води до преливане на отпадъчни или дъждовни води. И двете носят със себе си условия за наводнения, щети на имущество, огромни глоби по EPA и рискове за здравето и безопасността на широката общественост.

Всякакви разливи или преливания водят до увреждане на околната среда, потенциално разваляне на земи и водоизточници и висок риск от пожари и експлозии.

Поддържането на помпите работещи и работещи възможно най-ефективно е основен приоритет. Регулирането на скоростта на двигателя на помпата с VFD е най-добрият подход за дълготрайност на помпата и намаляване на разходите. Разбира се, за да използвате успешно VFD, имате нужда от добър сензор за непрекъснато ниво или трансмитер за налягане.

AC двигателите работят на принципа, че синхронната скорост се определя от честотата на захранването и броя на полюсите в намотката на статора на двигателя. Таблица 1 илюстрира как синхронната скорост е функция на полюсите на двигателя и честотата на входящата линия (50 Hz или 60 Hz).

Асинхронните двигатели работят със скорост, малко по-ниска от синхронната. Например, четириполюсен двигател (1800 rpm синхронен) обикновено работи около 1780 rpm при пълно натоварване. Разликата между синхронната скорост и действителната скорост е известна като приплъзване. Приплъзването е присъщо на асинхронните двигатели и трябва да присъства, за да развият въртящ момент. Размерът на приплъзването (обикновено 1-3%) варира в зависимост от номиналната мощност на двигателя и дизайна.

Скоростта при пълно натоварване на двигателя обикновено е посочена на табелката му. Важно е да се отбележи, че когато двигател работи от VFD, работата на двигателя ще бъде леко засегната в сравнение с типичната захранваща мрежа. В допълнение към повишаването на температурата и нарастващата ефективност, приплъзването също може да бъде засегнато. Поради това се препоръчва да се направи справка с техническите листове на двигателя, които включват данни за работата на VFD и да се консултирате с производителя, ако има притеснения.

Когато VFD стартира двигател, той първоначално прилага ниска честота (2 Hz или по-малко), което води до ниско напрежение към двигателя. След това VFD увеличава желаната изходна честота по контролиран и постепенен начин, в сравнение със стартирането през линията. Приложените рампи на напрежението на двигателя въз основа на характеристиките на съотношението V/Hz (волт към херц), зададени в VFD. Характеристиките V/Hz трябва да съответстват на изискванията за натоварване на въртящия момент. Твърде високото напрежение при дадена честота губи енергия и може да причини прегряване; твърде ниското съотношение може да генерира недостатъчен въртящ момент.

Стартирането при ниска честота и напрежение и нарастването до зададените V/Hz контролира ускоренията и предотвратява високия пусков ток, който иначе възниква при стартиране на двигател с транслитерно захранване чрез включване на превключвател или контактор. Този метод на стартиране позволява на двигателя да развие номинален въртящ момент, без да изтегля начален ток от 500 до 600% от номиналния ток. По принцип потреблението на пиков ток на VFD при стартиране на двигател е 150% от тока на пълно натоварване.

Важно е да се вземе предвид наличният въртящ момент за стартиране на товара. показват, че ротодинамичните помпи имат намален въртящ момент при намалена скорост, докато обемните помпи могат да имат пълен въртящ момент при намалена скорост. Това прави ротодинамичните помпи по-лесни за стартиране с VFD отколкото обемните помпи. Този профил на въртящия момент на скоростта трябва да се има предвид при избора и настройката на VFD. Освен това процедурите за стартиране на системата, които трябва да се следват при стартиране на обемни помпи, като например заобикаляне на потока (намаляване на налягането), докато двигателят достигне скорост.

Последователността на спиране за VFD е противоположна на началната последователност. V/Hz, приложен към двигателя, се намалява с контролирана скорост. Когато честотата се доближи до нула, изходът на VFD се изключва електронно и двигателят вече не се задвижва от VFD. Ако рампите са настроени твърде бързо, моторът може да произведе регенеративна енергия, която може да увеличи напрежението на DC шината и потенциално да повреди задвижването.

В допълнение към по-ниския пусков ток, контролираното ускорение при стартиране и спиране на двигателя намалява механичните напрежения и ограничава преходните процеси в хидравличната система. Намалените механични напрежения могат да удължат живота на компонентите, носещи въртящ момент и товар. Намаляването на хидравличните преходни процеси изравнява пиковете на налягането, които иначе биха могли да разкъсат тръбопровода.