Категория: Применение преобразователей частоты для управления насосами

Преобразователи частоты нашли широкое применение в области управления погружными насосами. Ниже мы проанализировали особенности использования частотных приводов с этим типом насосных агрегтов.

1. Если сравнивать равные по мощности погружные электродвигатели и асинхронные двигатели стандартного исполнения, то первые характеризуются повышенным значением тока. Поэтому рассматривая модельный ряд частотных преобразователей, в первую очередь нужно обращать внимание на значение их номинального тока, а не на показатели мощности. Хорошо, если выбранный электродвигатель имеет некоторый запас исходя из величины тока.

2. Если значение перегрузочной способности частотного преобразователя невелико, и находится в пределах 110-120%, то для дальнейшего использования лучше выбрать его с номиналом, превышающим мощность двигателя на единицу.

3. Вполне возможно, что при использовании моторного кабеля большой длины произойдет значительное падение напряжения. В результате чего момент, развиваемый двигателем, тоже снизится. Поэтому используемый кабель должен иметь увеличенное сечение.

4. В том случае, когда длина моторного кабеля превышает 20-50 метров, стабильную работу обеспечит установка на выходе преобразователя моторного дросселя, у которого падение напряжения находится в пределах от 2 до 4%. В противном случае высокое значение емкостной составляющей линии приведет к появлению утечки тока. В результате привод будет чрезмерно нагружен и сработает защита от перегрузки по току.

5. Использование слишком длинного кабеля имеет и другие недостатки. На зажимах двигателя существует высокая вероятность образования стоячей волны, появление которой происходит одновременно с прохождением импульсного ШИМ-сигнала, имеющего крутой фронт (см. рис.). В итоге может возникнуть значительно перенапряжение. Для того чтобы существенно уменьшить его, а значит продлить продолжительность эксплуатации самого электродвигателя, рекомендуется использовать либо моторный дроссель, либо фильтр dU/dt.

6. Использование моторного дросселя гарантировано уменьшит скорость, с которой нарастают аварийные токи, возникающие при коротком замыкании. Поэтому срабатывание всех цепей электронной защиты используемого преобразователя будет более надежным.

7. Поскольку скважины очень часто используются в сельской местности, где состояние электросетей вызывает множество замечаний, то использование установленного на входе преобразователя сетевого дросселя является отличным выходом из ситуации.  Если запитка частотного преобразователя реализована от распределительного трансформатора высокой мощности, размещенного на небольшом расстоянии, то без сетевого дросселя не обойтись. При его отсутствии преобразователь может и вовсе выйти из строя. Без сетевого дросселя использование частотного привода может привести к значительному превышению гармонических искажений в электросетях. А это может повлечь за собой немалые штрафы со стороны энергокомпаний.

8. Если использовать преобразователь в помещении, где нет отопления, при выборе его необходимо обратить внимание на диапазон рабочих температур.

9. Чтобы частотный преобразователь успешно эксплуатировался, он должен иметь следующий набор возможностей:

•    Обязательное наличие встроенного ПИ (ПИД) регулятора. Это обеспечит приводу возможность работы в замкнутом контуре поддержания давления.

•    Возможность оптимизации потребления электроэнергии, то есть снижение выходного напряжения в том случае, когда привод работает с низкой нагрузкой.

•    Возможность повторного включения привода в автоматическом режиме. Таким образом, привод буде перезапущен даже без участия персонала при возникновении не критических сбоев в работе.

•    Двигатель должен быть защищен от перегрузки (например, от заклинивания вала) и от перегрева (I2t). Для надежной работы инвертора непременным условием является защита от короткого замыкания, а для насоса - защита от сухого хода.

•    Условием продолжительной эксплуатации насосов, скорость работы которых на низких скоростях ограничивается, является функция ограничения минимального значения выходной частоты («спящий» режим).

•    Хорошо, если имеются данные об имевших место авариях. Это существенно облегчит диагностику привода при возникновении частых сбоев или при выходе его из строя.

•    Преобразователь должен иметь регулируемую характеристику U/f, или как вариант, возможность векторного управления. Это позволит легко настраивать характеристики привода.

    Заключение.

    Зная, каким образом выбрать нужный преобразователь частоты и различное дополнительное оборудование, можно существенно экономить на использовании электроэнергии, повысить срок его эксплуатации, оптимизировать показатели работы всей системы.
    Именно по этой причине производители, выпускающие насосные станции, при продаже дополняют их частотно-регулируемым приводом, что повышает срок их службы и уменьшает вероятность аварий.

Применение частотных регуляторов. Справочник