VLT AQUA Μετατροπείς συχνότητας μετάδοσης κίνησης για μονάδες αντλιών

Στις σύγχρονες εγκαταστάσεις άντλησης, ο πιο διαδεδομένος είναι ένας ηλεκτροκινητήρας με έλεγχο συχνότητας. Η βάση αυτού του τύπου κίνησης είναι ένας μετατροπέας συχνότητας ημιαγωγών. Πρώτα μετατροπείς συχνότητας ημιαγωγών άρχισε να χρησιμοποιείται σε αντλητικές μονάδες στα τέλη της δεκαετίας του 1960.

Η Danfoss ήταν ένας από τους πρώτους που χρησιμοποίησε μετατροπείς συχνότητας ημιαγωγών στην κίνηση φυγοκεντρικών εγκαταστάσεων. Ήταν η πρώτη στον κόσμο (από το 1968) που παρήγαγε μια σειρά μετατροπέων συχνότητας που χρησιμοποιούνται σε εγκαταστάσεις άντλησης.

Χρησιμοποιώντας την πολυετή εμπειρία της στη χρήση μετατροπέων συχνότητας σε αυτόν τον κλάδο της τεχνολογίας, η εταιρεία δημιούργησε μια σειρά μετατροπέων συχνότητας VLT AQUA Drive που προορίζονται για χρήση σε εγκαταστάσεις άντλησης συστημάτων ύδρευσης και αποχέτευσης. Οι μετατροπείς μετάδοσης κίνησης VLT AQUA κατασκευάζονται για μονάδες από 0,37 kW έως 1400 kW.

Ο συντελεστής ισχύος του μετατροπέα είναι επίσης αρκετά υψηλός (cosphi ≥ 0,9), επομένως η χρήση μεταβλητής μονάδας δίσκου που βασίζεται στον μετατροπέα VLT AQUA Drive δεν απαιτεί πρόσθετες συσκευές που αυξάνουν το cosphi (στατικές μπαταρίες αντιστάθμισης κ.λπ.).

Στο σχ. Το 1 δείχνει ένα σχηματικό διάγραμμα του μορφοτροπέα VLT AQUA Drive και ένα τυπικό διάγραμμα εξωτερικής σύνδεσης (τροφοδοτικό, κινητήρας αντλίας, αισθητήρες κ.λπ.). Η εξωτερική όψη των μετατροπέων VLT AQUA Drive φαίνεται στην εικ. 2.

Ρύζι. 1. Διάγραμμα σύνδεσης του μετατροπέα VLT AQUA Drive

Ρύζι. 2. Μετατροπείς συχνότητας «Danfoss» σειρά VLT AQUA Drive

Το VLT AQUA Drive προορίζεται για χρήση σε εγκαταστάσεις άντλησης για συστήματα ύδρευσης, διάθεσης λυμάτων και άρδευσης. Από αυτή την άποψη, έχει μια σειρά από ειδικά χαρακτηριστικά που παρέχουν τις ιδιότητες που απαιτούνται για να λειτουργήσει σε αυτές τις συνθήκες, οι οποίες παρατίθενται παρακάτω.

1. Το σύστημα ελέγχου μετατροπέα παρέχει αυτόματη ρύθμιση των αναλογικών-ολοκληρωμένων ελεγκτών, λόγω των οποίων τα κέρδη των ρυθμιστών PI προσαρμόζονται ανάλογα με την απόκριση του αντικειμένου ελέγχου (δεξαμενή-αντλία-γραμμή νερού) στις αλλαγές στον εισαγόμενο τρόπο λειτουργίας του το σύστημα μεταβλητή μονάδα δίσκου.

Χάρη σε αυτήν την ιδιότητα, ο ελεγκτής PI προσαρμόζεται ξεχωριστά για κάθε συγκεκριμένο αντικείμενο και δεν απαιτεί ακριβή ρύθμιση των αναλογικών (P) και των ενσωματωμένων στοιχείων του ελεγκτή κατά τη θέση σε λειτουργία του μετατροπέα.

2. Το σύστημα ελέγχου μετατροπέα VLT AQUA Drive διασφαλίζει τη σταδιακή πλήρωση του άδειου αγωγού, αποτρέποντας τον κίνδυνο υδραυλικού χτυπήματος και επακόλουθης ζημιάς σε σωλήνες και υδρομηχανολογικό εξοπλισμό.Αυτή η ιδιότητα είναι ιδιαίτερα πολύτιμη για τις αντλητικές μονάδες άρδευσης, οι οποίες συχνά περιλαμβάνονται στη λειτουργία κενών σωλήνων νερού. Η πλήρωση της παροχής νερού πραγματοποιείται με ένα σήμα αισθητήρας πίεσης σε λίγα βήματα.

3. Το σύστημα ελέγχου του μετατροπέα VLT AQUA Drive έχει τη δυνατότητα να σηματοδοτεί την πτώση της πίεσης στον αγωγό κάτω από την καθορισμένη τιμή όταν η αντλία φτάσει στην ονομαστική ταχύτητα (σημείο A). Αυτό το σήμα υποδεικνύει την ανάγκη ενεργοποίησης μιας πρόσθετης αντλίας εάν μια ομάδα αντλιών λειτουργεί στη γραμμή νερού.

Εάν μια μεμονωμένη αντλία προορίζεται να λειτουργεί σε απομονωμένα δίκτυα νερού, το σήμα υποδεικνύει θραύση νερού ή μεγάλη διαρροή νερού από το σύστημα. Σε αυτή την περίπτωση, η μονάδα αντλίας απενεργοποιείται και λαμβάνονται μέτρα για την εξάλειψη της δυσλειτουργίας της παροχής νερού.

4. Το σύστημα ελέγχου του μετατροπέα έχει τη δυνατότητα να ρυθμίζει την ταχύτητα της αντλίας όταν είναι σταματημένη.Χάρη σε αυτήν την ιδιότητα, η ταχύτητα περιστροφής μειώνεται σταδιακά στην ταχύτητα περιστροφής που αντιστοιχεί στη στιγμή του κλεισίματος της βαλβίδας, η οποία αποτρέπει την εμφάνιση σφυρί νερού στο σύστημα και μηχανικές επιδράσεις στην ίδια τη βαλβίδα.

5. Το σύστημα ελέγχου μετατροπέα VLT AQUA Drive έχει τη δυνατότητα ανίχνευσης ξηρής λειτουργίας. Το σύστημα αξιολογεί συνεχώς τις συνθήκες λειτουργίας της αντλίας με βάση τα αποτελέσματα μέτρησης των παραμέτρων μετάδοσης κίνησης (ταχύτητα κίνησης και ισχύς). Σε χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, η οποία συμβαίνει με πολύ μικρή ή καθόλου ροή, η μονάδα αντλίας σταματά.

6. Ο ελεγκτής συχνότητας VLT AQUA Drive μπορεί να λειτουργήσει σε κατάσταση αναστολής λειτουργίας.Αυτή η λειτουργία νοείται ως η λειτουργία της αντλίας με πολύ χαμηλό ρυθμό ροής, που αντιστοιχεί σε χαμηλή κατανάλωση ενέργειας. Αυτό συμβαίνει συνήθως όταν η αντλία λειτουργεί με χαμηλή ταχύτητα.

Το σύστημα ελέγχου, συγκρίνοντας την ταχύτητα της αντλίας και την ισχύ που καταναλώνει, θέτει το σύστημα σε «λειτουργία ύπνου». Σε χαμηλή παροχή, η αντλία αυξάνει την πίεση στην απαιτούμενη τιμή και σταματά. Επιπλέον, το σύστημα ελέγχου παρακολουθεί την πίεση στο σύστημα ύδρευσης ή τη στάθμη των λυμάτων στη δεξαμενή υποδοχής της μονάδας αποχέτευσης.

Όταν πέσει η πίεση στο σύστημα παροχής νερού ή ανέβει η στάθμη των λυμάτων στη δεξαμενή υποδοχής του αντλιοστασίου, η αντλία τίθεται σε λειτουργία. Λόγω της ιδιότητας του συστήματος ελέγχου να παρέχει «λειτουργία ύπνου», η φθορά της μονάδας άντλησης μειώνεται, εμποδίζοντας τη λειτουργία της με μικρή εισαγωγή νερού ή μικρή ροή λυμάτων στη δεξαμενή υποδοχής του αντλιοστασίου. Η παρουσία αυτής της λειτουργίας του μετατροπέα επιτρέπει την εξοικονόμηση κατά μέσο όρο 5% της ενέργειας που καταναλώνεται για την παροχή νερού.

7. Το σύστημα ελέγχου του μετατροπέα VLT AQUA Drive έχει μια λειτουργία λόγω της οποίας λαμβάνεται υπόψη η απώλεια πίεσης στη γραμμή νερού από το αντλιοστάσιο μέχρι το σημείο υπαγόρευσης του δικτύου ύδρευσης. Χάρη σε αυτή τη λειτουργία, η απαιτούμενη πίεση ρυθμίζεται στην έξοδο του αντλιοστασίου σύμφωνα με την αλλαγή παροχής νερού. Αυτό λαμβάνει υπόψη ότι η απώλεια πίεσης στους σωλήνες είναι ανάλογη με το τετράγωνο του ρυθμού ροής.

Αυτή η ιδιότητα καθιστά δυνατή την παροχή της απαραίτητης κεφαλής στο τέλος της γραμμής νερού χωρίς αισθητήρα πίεσης.Ωστόσο, μπορεί να χρησιμοποιηθεί αποτελεσματικά μόνο εάν δεν υπάρχει ενδιάμεση αποστράγγιση νερού κατά μήκος του αγωγού.

8. Μαζί με τις αναφερόμενες ιδιότητες του μετατροπέα VLT AQUA Drive του συστήματος ελέγχου, πρέπει να σημειωθούν τα εξής:

• εξασφάλιση ομαλής εκκίνησης με δεδομένη ένταση εκκίνησης και διακοπής της αντλίας, η οποία αποτρέπει τη ζημιά στα ρουλεμάν της αντλίας, μειώνει την πιθανότητα υδραυλικού χτυπήματος στους αγωγούς, μειώνει τα ρεύματα εκκίνησης στο δίκτυο τροφοδοσίας.

• εξασφάλιση της εναλλαγής των αντλητικών μονάδων ως λειτουργικών και σε κατάσταση αναμονής. Αυτό εξασφαλίζει ομοιόμορφη φθορά του κινητήρα των μονάδων άντλησης.

• Ένδειξη πληρωμής μετατροπέα που δείχνει πόσος χρόνος απομένει μέχρι να αποκατασταθεί πλήρως η μονάδα VLT AQUA.

Επιπλέον, σημειώνουμε ξεχωριστά ειδικά χαρακτηριστικά εξοικονόμησης ενέργειας των μονάδων μεταβλητής συχνότητας που βασίζονται σε μετατροπείς Danfoss.

1. Λειτουργία AEO (λειτουργία αυτόματης βελτιστοποίησης ενέργειας). Χάρη σε αυτή τη λειτουργία, ο ηλεκτροκινητήρας καταναλώνει όση ενέργεια χρειάζεται για την παροχή υγρού σε μια δεδομένη στιγμή.

Η χρήση αυτής της λειτουργίας εξοικονομεί επιπλέον 5-10% ενέργεια. Επιπλέον, αυτή η δυνατότητα μειώνει την κατανάλωση δίσκου δύναμη αντίδρασης και, κατά συνέπεια, το ρεύμα φορτίου του ηλεκτροκινητήρα. Αυτή η λειτουργία είναι ιδιαίτερα αποτελεσματική για μηχανισμούς με ροπή οπισθέλκουσας ανεμιστήρα (η ροπή έλξης είναι ανάλογη του τετραγώνου της ταχύτητας), συμπεριλαμβανομένων των φυγοκεντρικών αντλιών. Αυτή η λειτουργία μειώνει επίσης τον ακουστικό θόρυβο της συσκευής.

2. Λειτουργία αυτόματης προσαρμογής κινητήρα ενσωματωμένη στον μετατροπέα.Η ρύθμιση του μετατροπέα συχνότητας εξαρτάται σημαντικά από τις εσωτερικές παραμέτρους του ηλεκτροκινητήρα (αντίσταση, αυτεπαγωγή κ.λπ.).

Η λειτουργία αυτόματης προσαρμογής σάς επιτρέπει να προσδιορίσετε με ακρίβεια τις παραμέτρους του κινητήρα που είναι συνδεδεμένος στον μετατροπέα και να τον προσαρμόσετε. Αυτή η λειτουργία είναι σημαντική σε περιπτώσεις αντικατάστασης κινητήρων αντλιών, όταν αλλάζουν οι παράμετροι του κινητήρα μετά την επισκευή και όταν διαφορετικοί τύποι ηλεκτροκινητήρων συνδέονται σε σειρά στον ίδιο μετατροπέα.

Η παρουσία αυτής της λειτουργίας μειώνει την κατανάλωση ενέργειας κατά 3-5%, ενώ όταν χρησιμοποιούνται ανακαινισμένοι ηλεκτροκινητήρες, η εξοικονόμηση φτάνει το 10%. Η χρήση μετατροπέων συχνότητας ιδιαίτερα υψηλής ισχύος συνδέεται με τη δημιουργία αρμονικών υψηλότερης τάξης.

Η παρουσία υψηλότερων αρμονικών στο ρεύμα οδηγεί σε υπερθέρμανση των καλωδίων, αυξάνει τις απώλειες στους μετασχηματιστές, επιδεινώνει τις συνθήκες εργασίας τράπεζες πυκνωτών… Επιπλέον, η μόνωση των στοιχείων των δικτύων ισχύος γερνά πρόωρα, τα στοιχεία των προστατευτικών διατάξεων (αυτόματες συσκευές, ασφάλειες) ενεργοποιούνται αδικαιολόγητα, εμφανίζονται παρεμβολές σε δίκτυα τηλεπικοινωνιών που βρίσκονται κοντά σε καλώδια ρεύματος.

Επί του παρόντος, πολλά μοντέλα μετατροπέων συχνότητας είναι εξοπλισμένα με ενσωματωμένα φίλτρα ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας (EMC). Ειδικότερα, για να αποτραπεί η είσοδος αρμονικών υψηλότερου ρεύματος στο εξωτερικό δίκτυο τροφοδοσίας, οι μετατροπείς συχνότητας VLT AQUA Drive είναι εξοπλισμένοι με τσοκ στη ζεύξη ενδιάμεσου ρεύματος για μείωση των αρμονικών παραμορφώσεων.