Organisation der automatischen Wasserversorgung mit einem Frequenzumrichter

In dem Artikel werden wir darüber sprechen, wie eine automatische Wasserversorgung mit einem Frequenzumrichter organisiert wird. Berücksichtigen Sie die Wahl des Umrichters, die Zusammensetzung des Automatisierungssystems und zusätzliche Möglichkeiten zur Überwachung, Steuerung und zum Schutz des Asynchronpumpenmotors.

Verwendung von Frequenzumrichtern zur Steuerung einer Pumpe

Eine effiziente Wasserversorgung und gleichzeitig ein maximaler Schutz des Pumpenmotors ist nur durch den Einsatz einer speziellen Wandlertechnologie auf Basis eines autonomen Spannungswechselrichters möglich. Mit dieser Lösung können Sie die Automatisierung der unterbrechungsfreien Wasserversorgung organisieren, die sowohl für Ihre eigenen als auch für Ihre industriellen Anforderungen verwendet wird.

Unabhängig vom Verwendungszweck der Pumpe (Bohrloch, Pumpen, Selbstansaugen usw.) können fast alle in ihnen verwendeten Motoren in zwei Typen unterteilt werden – einphasige und dreiphasige Asynchronmotoren. Abhängig vom in der Pumpe verwendeten Antriebsmotor wird der gewünschte Wandler ausgewählt..

Was ist der Konverter?

Dies ist eine elektrische Einheit, die die elektrische Leistung des Netzwerks gemäß der eingehenden Aufgabe umwandelt und eine einstellbare Spannung an den Motor im Bereich von 0 bis 220 V oder von 0 bis 380 V mit einer Frequenz von 0 bis 120 Hz oder mehr ausgibt. Im Inneren des Konverters befindet sich:

  1. Unkontrollierte oder halbgesteuerte Larionov-Brücke, die eine Gleichrichtung der Netzspannung ermöglicht und auf einer Halbleiterbasis aus Dioden oder Thyristoren aufgebaut ist.
  2. Kondensatorverbindung, die die empfangene Spannung glättet.
  3. Taste zum Zurücksetzen der regenerativen Bremsspannung.
  4. Autonomer Spannungswechselrichter basierend auf IGBT-Schaltern, der Wechselspannung mit einem bestimmten Wert und einer bestimmten Frequenz liefert.
  5. Mikroprozessor-Steuerungssystem, das für alle Vorgänge im Wechselrichter- und Motorschutz verantwortlich ist.

Verwendung von Frequenzumrichtern zur Steuerung einer Pumpe Typischer Aufbau eines dreiphasigen Frequenzumrichters basierend auf einem autonomen Spannungsinverter

Auswahlkriterien für Konverter

Als erstes ist die Entsprechung des Konverters mit dem Typ des Versorgungsnetzes (220 V oder 380 V) zu berücksichtigen. Die zweite ist die Entsprechung der Leistung des Wandlers mit der Motorleistung, während es wünschenswert ist, einen kleinen Nennleistungsspielraum für den gekauften Wandler zu haben (im Durchschnitt um 20-50%), der den Betrieb garantiert, wenn das System häufig ein- und ausgeschaltet werden muss, sowie in verschiedenen Notfallsituationen.

Zur Erleichterung der Inbetriebnahme muss der Konverter über einen Steuerbildschirm verfügen. Die meisten modernen Wandler, die sich bereits in der Grundkonfiguration befinden, verfügen über integrierte Blöcke zur Verarbeitung diskreter und analoger Signale, die es in Zukunft ermöglichen, ein kleines Automatisierungssystem auf dieser Basis aufzubauen. Wenn sie nicht vorhanden sind, müssen Sie sie bestellen.

Verwendung von Frequenzumrichtern zur Steuerung einer Pumpe Eine der möglichen Optionen für das Design der Klemmen, mit denen diskrete und analoge Signale an den Wandler angeschlossen werden

Die Pumpe muss vor allem den eingestellten Druck im System auf einem sich ständig ändernden Durchfluss des zugeführten Wassers halten. Gleichzeitig führt eine leichte Verringerung der Drehzahl des Pumpteils der Pumpe, die vom Umrichter durchgeführt wird, da die Pumpe mit einer Last vom Typ „Lüfter“ arbeitet, zu einer signifikanteren Verringerung des erforderlichen elektromagnetischen Drehmoments und infolgedessen zu einer Verringerung der Energiekosten.

Zusätzliche Ausrüstung zur Organisation der automatischen Wasserversorgung

  1. Analoger Drucksensor.
  2. Systemstart-Stopp-Tasten.
  3. Wassertemperatursensor (für Tauchpumpen).
  4. Geben Sie schnell wirkende Sicherungen ein.
  5. Ausgangsschütz.
  6. Eingangs- und Ausgangsdrossel (bei geringer Leistung kann nicht installiert werden).

Verwendung von Frequenzumrichtern zur Steuerung einer Pumpe

Die Tasten „Start“ und „Stop“ sind mit den Digitaleingängen des Umrichters verbunden und erwerben beim Einrichten die notwendigen Eigenschaften in der Software. Der analoge Drucksensor wird an den entsprechenden Analogeingang am Wandlerfeld angeschlossen und zur Einstellung der Pumpenmotordrehzahl parametriert.

Wie Automatisierung funktioniert

Nach Drücken der Taste „Start“ schaltet der Umrichter das Ausgangsschütz automatisch ein und startet gemäß den Messwerten des Drucksensors den Pumpenmotor. Dann bringt es seine Geschwindigkeit reibungslos auf die erforderliche Geschwindigkeit, um den gegebenen Druck aufrechtzuerhalten.

Falls der Umrichter einen Notfall erkennt oder wenn die Taste „Stopp“ gedrückt wird, reduziert der Umrichter mit der erforderlichen Intensität je nach Situation die Motordrehzahl auf ein Minimum und schaltet das Schütz aus.

Verwendung von Frequenzumrichtern zur Steuerung einer Pumpe

Für die indirekte Steuerung der Pumpentemperatur ist ein Wassertemperatursensor für Bohrlochpumpen erforderlich, da durch die Verwendung eines Wandlers der Wasserdurchfluss verringert und dadurch die Kühlung beeinträchtigt wird. Diese Kontrolle kann vernachlässigt werden, wenn die Wassertemperatur garantiert nicht über 15-16 Grad Celsius steigt.

Wenn im Motor ein eingebauter Temperatursensor vorhanden ist, sollte dieser an den entsprechenden Eingang des Umrichters angeschlossen werden. Dies garantiert einen 100% igen Schutz des Motors vor Überhitzung während des Betriebs.

Was Sie wissen müssen, wenn Sie eine Schaltung zusammenbauen und einen Konverter einrichten

Die Anweisungen für Pumpe und Umrichter müssen sorgfältig gelesen werden. Bei der Einrichtung des Systems müssen Informationen über die Nenndrehzahl des Motors, dessen Leistung, Nennstrom, Spannung und Frequenz des Versorgungsnetzes, die optimalen Beschleunigungs- und Verzögerungszeiten, die zulässige Motorüberlastung beim Start und während des Betriebs notiert werden..

Sie müssen die Funktionen der analogen und digitalen Ein- und Ausgänge definieren, um das Schütz zu steuern. Wählen Sie danach das Steuergesetz in diesem System – U / F- oder Vektorsteuerung. Danach muss die automatische Parametrierung aktiviert werden, bei der der Umrichter selbst den Widerstand der Motorwicklungen bestimmt und alle zur Erstellung seines mathematischen Modells erforderlichen Parameter berechnet.

Alle notwendigen Einstellungen in modernen Digitalwandlern können über ein Bedienfeld mit Flüssigkristallanzeige vorgenommen werden. Einige Konvertermodelle werden mit einer speziellen Software geliefert, die auf einem PC installiert werden kann, um über einen USB- oder COM-Anschluss mit dem Steuerungssystem zu kommunizieren..

Verwendung von Frequenzumrichtern zur Steuerung einer Pumpe Bedienfeld des Konverters

Es ist wichtig, alle Komponenten des Automatisierungssystems und des Motors korrekt zu verbinden. Die meisten Konverter verfügen über ein eingebautes 24-V-Netzteil, das für Schaltpläne und Systembetriebsanzeigen mithilfe digitaler Ausgänge und LED-Lampen verwendet werden kann.

Vorteile der Verwendung des Systemwandlers – Pumpenmotors

Mit der richtigen Einstellung des Konverters überwacht er den Druck im Wasserversorgungssystem und schützt ihn vor Überschreitung des eingestellten Drucks.

Der Wandler selbst schaltet den Pumpenmotor ein und dreht ihn mit einer Drehzahl, bei der entsprechend dem Wasserverbrauch der erforderliche Druck aufrechterhalten wird, normalerweise ist diese Drehzahl niedriger als die Nenndrehzahl, wodurch Energie gespart wird. Die Motorbeschleunigung erfolgt in der beim Einrichten festgelegten Zeit (entlang der sogenannten Rampe). Diese Option ermöglicht nicht nur die Reduzierung des Anlaufstroms im System und damit der Motorüberlastung, sondern auch die Minimierung der Belastung des mechanischen Teils, wodurch die Lebensdauer der Pumpe verlängert und der übermäßige Verbrauch verringert wird Elektrizität.

Nur mit Hilfe des Umrichters können Pumpen mit einem dreiphasigen Asynchronmotor effektiv eingesetzt werden, wenn sie mit einer 220-V-Haushaltsstromversorgung betrieben werden.

Der im Wandler eingebaute Schutz überwacht ständig den vom Motor verbrauchten Strom, seine Drehzahl und Temperatur, wodurch ein Schutz gegen Kurzschluss, Verlust der Versorgungsphase, Blockierung des mechanischen Teils, Überlastung und Überhitzung möglich wird.

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