VLT AQUA Drive frekvensomformere for pumpeenheter

I moderne pumpeinstallasjoner er den mest utbredte en elektrisk drift med frekvensstyring. Grunnlaget for denne typen stasjoner er en halvlederfrekvensomformer. Først halvleder frekvensomformere begynte å bli brukt i pumpeanlegg på slutten av 1960-tallet.

Danfoss var en av de første som brukte halvlederfrekvensomformere i driften av sentrifugalinstallasjoner. Det var det første i verden (siden 1968) som produserte en serie frekvensomformere brukt i pumpeinstallasjoner.

Ved å bruke sin mangeårige erfaring med bruk av frekvensomformere innen denne teknologigrenen, har selskapet laget en serie frekvensomformere VLT AQUA Drive beregnet for bruk i pumpeinstallasjoner av vannforsyning og avløpsanlegg. VLT AQUA frekvensomformere er produsert for frekvensomformere fra 0,37 kW til 1400 kW.

Effektfaktoren til omformeren er også ganske høy (cosphi ≥ 0,9), så bruk av en variabel drift basert på VLT AQUA Drive-omformeren krever ikke ekstra enheter som øker cosphi (statiske kompenserende batterier, etc.).

I fig. 1 viser et skjematisk diagram av VLT AQUA Drive-transduseren og et typisk eksternt koblingsskjema (strømforsyning, pumpemotor, sensorer, etc.). Utvendig visning av VLT AQUA Drive-omformere er vist i fig. 2.

Ris. 1. Tilkoblingsskjema for VLT AQUA Drive-omformeren

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

VLT AQUA Drive er beregnet for bruk i pumpeinstallasjoner for vannforsyning, avløpsvann og vanningssystemer. I denne forbindelse har den en rekke spesielle funksjoner som gir egenskapene som kreves for å fungere under disse forholdene, som er oppført nedenfor.

1. Konverterkontrollsystemet gir automatisk regulering av proporsjonal-integrerte regulatorer, på grunn av hvilken forsterkningene til PI-regulatorene justeres avhengig av responsen til kontrollobjektet (reservoar-pumpe-vannledning) på endringer i den angitte driftsmodusen til systemet variabel drift.

Takket være denne egenskapen justeres PI-kontrolleren individuelt for hvert spesifikt objekt og krever ikke nøyaktig justering av proporsjonale (P) og integrerte komponenter til kontrolleren ved igangkjøring av omformeren.

2. VLT AQUA Drive-omformerkontrollsystemet sikrer gradvis fylling av den tomme rørledningen, og forhindrer risikoen for hydraulisk sjokk og påfølgende skade på rør og hydromekanisk utstyr.Denne egenskapen er spesielt verdifull for vanningspumpeenheter, som ofte inngår i driften av tomme vannrør. Fyllingen av vannforsyningen utføres av et signal trykksensor i noen få trinn.

3. Kontrollsystemet til VLT AQUA Drive-omformeren har evnen til å signalisere trykkfallet i rørledningen under innstilt verdi når pumpen når nominell hastighet (punkt A). Dette signalet indikerer behovet for å slå på en ekstra pumpe hvis en gruppe pumper kjører på vannlinjen.

Hvis en enkelt pumpe er beregnet på å fungere på isolert vannledning, indikerer signalet et vannbrudd eller en stor vannlekkasje fra systemet. I dette tilfellet er pumpeenheten slått av og det tas tiltak for å eliminere funksjonsfeilen i vannforsyningen.

4. Omformerstyringssystemet har muligheten til å regulere pumpens hastighet når den er stoppet Takket være denne egenskapen reduseres rotasjonshastigheten gradvis til rotasjonshastigheten som tilsvarer øyeblikket for lukking av ventilen, noe som forhindrer at det oppstår vannslag i systemet og mekanisk påvirkning på selve ventilen.

5. VLT AQUA Drive inverterkontrollsystemet har evnen til å oppdage tørrkjøring. Systemet evaluerer kontinuerlig pumpens driftsforhold basert på måleresultatene til drivparameterne (drivhastighet og effekt). Ved lavt energiforbruk, som oppstår med for lite eller ingen strømning, stopper pumpeenheten.

6. VLT AQUA Drive frekvenskontroller kan fungere i hvilemodus.Denne modusen forstås som driften av pumpen med en svært lav strømningshastighet, som tilsvarer lavt energiforbruk. Dette skjer vanligvis når pumpen går på lav hastighet.

Kontrollsystemet, som sammenligner pumpens hastighet og strømmen som forbrukes av den, setter systemet i «hvilemodus». Ved lav strømning øker pumpen trykket til ønsket verdi og stopper. I tillegg overvåker kontrollsystemet trykket i vannforsyningssystemet eller nivået av avløpsvann i mottakstanken til avløpsanlegget.

Når trykket i vannforsyningssystemet faller eller nivået av avløpsvann i mottakstanken til pumpestasjonen stiger, settes pumpen i drift. På grunn av egenskapen til kontrollsystemet for å gi en «sovemodus», reduseres slitasjen til pumpeenheten, og forhindrer dens drift med et lite vanninntak eller en liten strøm av avløpsvann i mottakstanken til pumpestasjonen. Tilstedeværelsen av denne funksjonen til omformeren gjør det mulig å spare i gjennomsnitt 5% av energien som forbrukes til vannforsyningen.

7. Styresystemet til VLT AQUA Drive-omformeren har en funksjon som gjør at det tas hensyn til trykktapet i vannledningen fra pumpestasjonen til dikteringspunktet til vannnettet. Takket være denne funksjonen justeres det nødvendige trykket ved utløpet av pumpestasjonen i samsvar med skiftende vannforsyning. Dette tar hensyn til at trykktapet i rørene er proporsjonalt med kvadratet på strømningshastigheten.

Denne egenskapen gjør det mulig å gi nødvendig trykkhøyde ved enden av vannledningen uten trykksensor.Imidlertid kan den effektivt brukes bare i fravær av mellomliggende vanndrenering langs rørledningen.

8. Sammen med de nevnte egenskapene til VLT AQUA Drive-omformeren til kontrollsystemet, bør følgende bemerkes:

• å sikre en jevn start med en gitt intensitet for å starte og stoppe pumpen, noe som forhindrer skade på pumpelagrene, reduserer sannsynligheten for hydraulisk sjokk i rørledningene, reduserer startstrømmene i strømforsyningsnettverket;

• sikre veksling av pumpeenheter som arbeider og i standby-modus. Dette sikrer jevn slitasje på motorressursen til pumpeenhetene;

• Omformerutbetalingsindikasjon som viser hvor mye tid som er igjen til VLT AQUA Drive er fullstendig gjenopprettet.

I tillegg noterer vi oss særskilte energisparende funksjoner ved frekvensomformere basert på Danfoss-omformere.

1. AEO-funksjon (automatisk energioptimaliseringsfunksjon). Takket være denne funksjonen bruker drivverket så mye energi som er nødvendig for å tilføre væske på et gitt tidspunkt.

Ved å bruke denne funksjonen sparer du ytterligere 5-10 % energi. I tillegg reduserer denne funksjonen kjøreforbruket reaktiv effekt og følgelig belastningsstrømmen til den elektriske motoren. Denne funksjonen er spesielt effektiv for mekanismer med viftemoment (dragmomentet er proporsjonalt med kvadratet på hastigheten), inkludert sentrifugalpumper. Denne funksjonen reduserer også den akustiske støyen fra enheten.

2. Automatisk motortilpasningsfunksjon innebygd i omformeren.Justeringen av frekvensomformeren avhenger betydelig av de interne parameterne til den elektriske motoren (motstand, induktans, etc.).

Den automatiske tilpasningsfunksjonen lar deg bestemme parametrene til motoren som er koblet til omformeren nøyaktig og justere den. Denne funksjonen er viktig i tilfeller hvor pumpemotorer skiftes, når motorparametere endres etter reparasjon, og når forskjellige typer elektriske motorer er seriekoblet til samme omformer.

Tilstedeværelsen av denne funksjonen reduserer energiforbruket med 3-5%, og ved bruk av renoverte elektriske motorer når besparelsen 10%. Bruken av spesielt høyeffekts frekvensomformere er assosiert med generering av høyere ordens harmoniske.

Tilstedeværelsen av høyere harmoniske i strømmen fører til overoppheting av kabeltrådene, øker tapene i transformatorene, forverrer arbeidsforholdene kondensatorbanker… I tillegg eldes isolasjonen til elementene i kraftnettverk for tidlig, elementene til beskyttelsesenheter (automatiske enheter, sikringer) utløses urimelig, interferens oppstår i telekommunikasjonsnettverk i nærheten av strømkabler.

For tiden er mange modeller av frekvensomformere utstyrt med innebygde filtre for elektromagnetisk kompatibilitet (EMC). Spesielt for å forhindre at høyere strømharmoniske kommer inn i det eksterne forsyningsnettet, er VLT AQUA Drive frekvensomformere utstyrt med choker i mellomstrømkoblingen for å redusere harmoniske forvrengninger.