Organizzazione dell’approvvigionamento idrico automatico mediante un convertitore di frequenza

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Nell’articolo parleremo di come organizzare un approvvigionamento idrico automatico utilizzando un convertitore di frequenza. Considerare la scelta del convertitore, la composizione del sistema di automazione, ulteriori possibilità di monitoraggio, controllo e protezione del motore asincrono della pompa.

Utilizzo dei convertitori di frequenza per controllare una pompa

È possibile ottenere un’efficace fornitura d’acqua e allo stesso tempo garantire la massima protezione del motore della pompa solo con l’uso di una tecnologia di conversione specializzata basata su un inverter a tensione autonoma. Questa soluzione consente di organizzare l’automazione della fornitura d’acqua ininterrotta, utilizzata sia per le proprie esigenze che per esigenze industriali.

Indipendentemente dallo scopo per cui viene utilizzata la pompa (pozzo, pompaggio, autoadescante, ecc.), Quasi tutti i motori utilizzati in essi possono essere suddivisi in due tipi: motori asincroni monofase e trifase. A seconda del motore di azionamento utilizzato nella pompa, viene selezionato il convertitore richiesto..

Qual è il convertitore

Questa è un’unità elettrica che converte l’energia elettrica della rete in conformità con l’attività in entrata e fornisce una tensione regolabile al motore nell’intervallo da 0 a 220 V o da 0 a 380 V con una frequenza da 0 a 120 Hz o più. All’interno del convertitore è presente:

  1. Ponte Larionov non controllato o semi-controllato, che fornisce rettifica della tensione di rete, costruito su una base a semiconduttore di diodi o tiristori.
  2. Collegamento del condensatore, livellando la tensione ricevuta.
  3. Tasto per ripristinare la tensione di rigenerazione durante la frenata.
  4. Inverter di tensione autonomo basato su interruttori IGBT, che fornisce tensione alternata di un dato valore e frequenza.
  5. Sistema di controllo a microprocessore responsabile di tutte le operazioni dell’inverter e della protezione del motore.

Utilizzo dei convertitori di frequenza per controllare una pompaStruttura tipica di un convertitore di frequenza trifase basato su un inverter di tensione autonomo

Criteri di selezione del convertitore

La prima cosa da considerare è la corrispondenza del convertitore con il tipo di rete di alimentazione (220 V o 380 V). Il secondo è la corrispondenza della potenza del convertitore con la potenza del motore, mentre è auspicabile avere un piccolo margine di potenza nominale per il convertitore acquistato (in media del 20-50%), che garantirà il funzionamento se è necessario accendere e spegnere frequentemente il sistema, nonché in varie situazioni di emergenza.

Per facilitare la messa in servizio, il convertitore deve avere uno schermo di controllo. La maggior parte dei convertitori moderni già nella configurazione di base ha blocchi integrati per l’elaborazione di segnali discreti e analogici, che in futuro consentiranno di costruire un piccolo sistema di automazione sulla base, se non ci sono, è necessario ordinarli.

Utilizzo dei convertitori di frequenza per controllare una pompaUna delle possibili opzioni per la progettazione dei terminali utilizzati per collegare segnali digitali e analogici al convertitore

La cosa principale che la pompa deve fornire è di mantenere la pressione impostata nel sistema a una portata in costante cambiamento dell’acqua fornita. Allo stesso tempo, una leggera diminuzione della velocità di rotazione della parte di pompaggio della pompa, eseguita dal convertitore, poiché la pompa funziona con un tipo di carico “a ventaglio”, porta a una riduzione più significativa della coppia elettromagnetica richiesta e, di conseguenza, a una riduzione dei costi energetici.

Attrezzatura aggiuntiva per l’organizzazione dell’approvvigionamento idrico automatico

  1. Sensore di pressione analogico.
  2. Pulsanti di avvio / arresto del sistema.
  3. Sensore di temperatura dell’acqua (per pompe sommerse).
  4. Ingresso fusibili veloci.
  5. Contattore di uscita.
  6. Induttanza di ingresso e uscita (a bassa potenza è possibile non installare).

Utilizzo dei convertitori di frequenza per controllare una pompa

I pulsanti “Start” e “Stop” sono collegati agli ingressi discreti del convertitore e nel processo di impostazione acquisiscono le proprietà necessarie nel software. Il sensore di pressione analogico è collegato all’ingresso analogico corrispondente sul pannello del convertitore ed è parametrizzato per impostare la velocità del motore della pompa.

Come funziona l’automazione

Dopo aver premuto il pulsante “Avvio”, il convertitore attiva automaticamente il contattore di uscita e, secondo le letture del sensore di pressione, avvia il motore della pompa. Quindi porta uniformemente la sua velocità a quella richiesta per mantenere la pressione data.

Nel caso in cui il convertitore rilevi un’emergenza o quando si preme il pulsante “Stop”, il convertitore con l’intensità richiesta, a seconda della situazione, riduce al minimo la velocità di rotazione del motore e disattiva il contattore.

Utilizzo dei convertitori di frequenza per controllare una pompa

Per il controllo indiretto della temperatura della pompa è necessario un sensore di temperatura dell’acqua per le pompe da pozzo, poiché l’uso di un trasduttore riduce la quantità di flusso d’acqua e, di conseguenza, compromette il raffreddamento. Questo controllo può essere trascurato se la temperatura dell’acqua non supera i 15-16 gradi Celsius.

Se nel motore è presente un sensore di temperatura incorporato, deve essere collegato all’ingresso corrispondente sul convertitore, ciò garantisce una protezione del motore al 100% dal surriscaldamento durante il funzionamento.

Cosa devi sapere quando monti un circuito e installi un convertitore

È necessario leggere attentamente le istruzioni per la pompa e il convertitore. Durante la configurazione del sistema, sarà necessario annotare le informazioni sulla velocità nominale del motore, la sua potenza, la corrente nominale, la tensione e la frequenza della rete di alimentazione, i tempi di accelerazione e decelerazione ottimali, il sovraccarico del motore ammissibile all’avvio e durante il funzionamento..

Sarà necessario definire le funzioni degli ingressi e delle uscite analogici e digitali per controllare il contattore. Successivamente, seleziona la legge di controllo, in questo sistema – U / F o controllo vettoriale. Successivamente, sarà necessario attivare la parametrizzazione automatica, durante la quale il convertitore stesso determinerà la resistenza degli avvolgimenti del motore, calcolare tutti i parametri necessari per creare il suo modello matematico.

Tutte le impostazioni necessarie nei moderni convertitori digitali possono essere effettuate utilizzando un pannello di controllo con display a cristalli liquidi. Numerosi modelli di convertitori sono forniti con un software speciale, che può essere installato su un personal computer per comunicare con il sistema di controllo tramite porta USB o COM..

Utilizzo dei convertitori di frequenza per controllare una pompaPannello di controllo del convertitore

È importante collegare correttamente tutti i componenti del sistema di automazione e del motore. La maggior parte dei convertitori ha un alimentatore incorporato da 24 V che può essere utilizzato per schemi e indicazioni di funzionamento del sistema utilizzando uscite digitali e lampade a LED.

Pro dell’utilizzo del convertitore di sistema – motore della pompa

Con la corretta impostazione del convertitore, controlla la pressione nel sistema di alimentazione dell’acqua e lo protegge dal superamento della pressione impostata.

Il convertitore stesso accende il motore della pompa e lo ruota ad una velocità alla quale, in base al consumo di acqua, viene mantenuta la pressione richiesta, di solito questa velocità è inferiore a quella nominale, risparmiando così energia. L’accelerazione del motore avviene nel tempo specificato durante l’installazione (lungo la cosiddetta rampa), questa opzione consente non solo di ridurre la corrente di avviamento nel sistema e, di conseguenza, di sovraccarico del motore, ma anche di ridurre al minimo il carico sulla parte meccanica, prolungando così la durata della pompa e riducendo i consumi eccessivi elettricità.

Solo con l’aiuto del convertitore è possibile utilizzare efficacemente le pompe con un motore asincrono trifase quando sono alimentate da un alimentatore domestico da 220 V.

La protezione integrata nel convertitore monitora costantemente la corrente consumata dal motore, la sua velocità di rotazione e la temperatura, che consente di proteggere da cortocircuito, perdita di fase di alimentazione, inceppamento della parte meccanica, sovraccarico e surriscaldamento.

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