Hvorfor har du brug for en frekvensomformer til en pumpe? Anbefalinger til valg af frekvensomformere til vandforsyning og varmepumper Enfaset frekvensomformer til hjemmebrug

Pumper brugt i systemer selvstændig vandforsyning og opvarmning, er produktive, men samtidig ret dyrt udstyr med hensyn til drift på grund af det høje energiforbrug. Du kan reducere omkostningerne og forlænge pumpens levetid betydeligt ved at udstyre den med en frekvensomformer, som vi vil diskutere i denne artikel.

Du vil lære, hvorfor en frekvensomformer er nødvendig, og hvilke funktioner den udfører. Funktionsprincippet for sådanne enheder, deres varianter, specifikationer og der gives anbefalinger om valg af omformere til brønd- og cirkulationspumper.

1 Hvorfor har du brug for en frekvensomformer?

Næsten alle moderne pumper sælges i budget og medium priskategori, designet efter drosselprincippet. Sådanne enheders elektriske motor kører altid kl maksimal effekt, og ændring af væsketilførslens flowhastighed/tryk udføres ved at justere afspærringsventilerne, hvilket ændrer gennemløbshullets tværsnit.

Dette driftsprincip har en række væsentlige ulemper; det fremkalder udseendet af vandhammer, da pumpen umiddelbart efter tænding begynder at pumpe vand gennem rørene med maksimal effekt. Et andet problem er højt energiforbrug og hurtigt slid på systemkomponenter - både pumpen og afspærringsventilerne med rørledningen. Og der kan ikke være tale om at finjustere et sådant vandforsyningssystem til et hus fra en brønd.

De ovenfor beskrevne ulemper er ikke typiske for pumper udstyret med en frekvensomformer. Dette element giver dig mulighed for effektivt at kontrollere trykket, der skabes i vandforsyningen eller varmerørledningen ved at ændre mængden af ​​elektricitet, der leveres til motoren.

Som det kan ses i diagrammet, beregnes pumpeudstyr altid i henhold til den maksimale effektparameter, men i maksimal belastningstilstand fungerer pumpen kun i perioder med spidsbelastningsvandforbrug, hvilket er yderst sjældent. I alle andre tilfælde er udstyrets øgede effekt unødvendig. En frekvensomformer, som statistik viser, giver dig mulighed for at spare op til 30-40% af elektriciteten ved drift af cirkulations- og brøndpumper.

1.1 Design og algoritme for drift

En frekvensomformer til vandforsyningspumper er en elektrisk enhed, der konverterer jævnspænding fra lysnettet til vekselspænding med en forudbestemt amplitude og frekvens. Næsten alle moderne omformere er lavet ved hjælp af et dobbelt strømskiftekredsløb. Dette design består af 3 hoveddele:

• ukontrolleret ensretter;
• puls inverter;
• kontrolsystem.

Nøgleelementet i designet er pulsinverteren, som igen består af 5-8 transistorkontakter. Det tilsvarende element i statorviklingen af ​​den elektriske motor er forbundet med hver af tasterne. Udenlandske konvertere bruger IGBT-klasse transistorer, mens russiske konvertere bruger deres indenlandske analoger.

Styresystemet er repræsenteret af en mikroprocessor, som samtidig udfører funktionerne beskyttelse (slukker pumpen i tilfælde af stærke strømudsving i det elektriske netværk) og kontrol. I borevandspumper er konverterens styreelement forbundet med en trykafbryder, som muliggør driften pumpestation i fuldautomatisk tilstand.

Driftsalgoritmen for frekvensomformeren er ret enkel. Når pressostaten registrerer, at trykniveauet i hydrauliktanken er faldet til under det tilladte minimum, sendes et signal til omformeren, og den starter pumpemotoren. Motoren accelererer jævnt, hvilket reducerer de hydrauliske belastninger, der påvirker systemet. Moderne omformere giver brugeren mulighed for selvstændigt at indstille accelerationstiden for den elektriske motor inden for 5-30 sekunder.

Under acceleration transmitterer signalsensoren kontinuerligt data om trykniveauet i rørledningen til konverteren. Når den har nået den krævede værdi, stopper styreenheden accelerationen og opretholder den specificerede motorhastighed. Hvis vandpunktet, der er tilsluttet pumpestationen, begynder at bruge mere vand, vil konverteren øge forsyningstrykket ved at øge pumpens effektivitet og omvendt.

1.2 Betjening af pumpen i forbindelse med en frekvensomformer (video)

Hvis den pumpe, du bruger, ikke har en indbygget frekvensomformer, så kan du selv købe og installere en sådan strømregulator. Typisk pumpeproducenter teknisk pas angive, hvilken specifik konverter der er egnet til en given udstyrsmodel.

1. Strøm - spændingsomformeren vælges altid ud fra effekten af ​​det elektriske drev, som den er tilsluttet.
2. Indgangsspænding - angiver den strømstyrke, ved hvilken konverteren forbliver i drift. Her skal du vælge under hensyntagen til de udsving, der kan forekomme i dit elektriske netværk (lav spænding får enheden til at stoppe; hvis den er for høj, kan den simpelthen fejle). Overvej også typen af ​​pumpemotor - tre-, to- eller enkeltfaset.
3. Justeringsfrekvensområde - for brøndpumper vil det optimale område være 200-600 Hz (afhængig af pumpens starteffekt), for cirkulationspumper 200-350 Hz.
4. Antallet af kontrolbevægelser og -udgange - jo flere der er, jo flere kommandoer og som et resultat kan du konfigurere konverterens driftstilstande. Automatisering giver dig mulighed for at indstille omdrejningshastigheden ved opstart, flere tilstande for maksimal hastighed, accelerationshastigheder osv.
5. Kontrolmetode - for en brøndpumpestation vil fjernbetjening, som kan placeres inde i huset, være mest praktisk, mens en konverter med en fjernbetjening til cirkulationspumper er perfekt.

Hvis du har sorteret alle enheder på markedet ud og står over for det faktum, at der simpelthen ikke er noget udstyr, der er egnet med hensyn til egenskaber, skal du indsnævre udvælgelseskriterierne til nøglefaktoren - den strøm, der forbruges af motoren, hvorved du vælger nominel effekt konverter

Også, når du vælger en frekvensstyringsenhed, især fra husholdnings- eller kinesiske producenter, tag hensyn til garantiperioden. Ud fra dets varighed kan man indirekte bedømme udstyrets pålidelighed.

Et par ord om producenterne. Den førende virksomhed på dette område er Grundfoss (Danmark), som forsyner markedet med over 15 forskellige modeller konvertere. Til pumper med en trefaset elektrisk motor er Micro Drive FC101-modellen således egnet til enfasede pumper (der drives fra en standard 220V strømforsyning) - FC51.

Udstyr fra Rockwell Automation (Tyskland) er mere overkommeligt prismæssigt. Virksomheden tilbyder en serie af PowerFlex 4- og 40-omformere til cirkulationspumper med lav effekt og en PowerFlex 400-serie til brøndpumpestationer (3 parallelforbundne pumper kan fungere fra én konverter på én gang.

Husk, at prisen på en god konverter nogle gange kan nå prisen på en pumpe, så tilslutning og konfiguration af en sådan enhed bør udelukkende udføres af specialister.

Det grundlæggende element, der sikrer pumpens funktionalitet, er elmotoren. Tidligere skete justeringen af ​​arbejdsprocessen på grund af automatisering, nu er dette problem løst med en frekvensomformer til pumper.

Funktionelt formål med en frekvensomformer i et pumpedesign

En inverter (frekvensomformer) giver regulering af pumpedrift meget bedre end et relæ. Den fungerer på samme tid som stabilisator, automatisering og workflow-regulator. Takket være det sikres enhedens høje effektivitet:

• Niveauet af elforsyning, om nødvendigt, og motorhastigheden reduceres, hvilket hjælper med at beskytte pumpen mod for tidligt slid.
• Dannelsen af ​​overtryk i rørene forhindres.
• Problemet med spændingsstigninger er løst, hvilket også helt sikkert øger pumpens levetid.

For det meste allerede under monteringen af ​​pumpestationen implanteres den. Til nummeret lignende enheder det er nødvendigt at inkludere modeller af den meget berømte Grundfos-pumpe.

Visuelt er det en boks udstyret med elektronik (flere tavler, en sensor, der tager mål, og en inverter, der udligner spændingsniveauet) og en lille skærm.

Dyrere prøver er udstyret med mikroprocessorer. Batterier, ekstra equalizere og så videre kan indbygges.

De anvendte omformere kan være enfaset eller trefaset.

Princippet for drift af frekvensomformeren er ret simpelt. En elektrisk strømbølge leveres til enhedstavlerne. Inverterne og stabilisatorerne, der er placeret der, sikrer dens nivellering. Samtidig læser sensoren trykdata og anden relevant information.

Alle informationer omdirigeres til automationsenheden. Derefter evaluerer frekvensomformeren dem, bestemmer det strømniveau, der skal leveres, og i overensstemmelse hermed leverer den mængde elektricitet, der er nødvendig for at fortsætte driften.

Som et resultat kan frekvensomformeren justere den glatte start af elektriske motorer, niveauet af vandtryk og stoppe arbejdet i en kritisk situation. Listen over alle "ansvar", der er tildelt frekvensoperatøren, udvides konstant på grund af de forbedringer, udviklerne har foretaget.

Processen med at styre konverterens handlinger udføres blot ved at trykke på den ønskede knap, med fokus på de data, der vises på skærmen. Mere dyre enheder er i stand til at genkende større antal kommandoer De højeste kvalitetsmodeller er designet til flere dusin driftstilstande med ændringer i hastighed og program.

Udgifterne til installation og køb af omformeren refunderes fuldt ud inden for et års drift

Liste over positive funktioner af frekvensomformeren:

• Evne til at udligne indgangsspænding.
• Giver pumpeeffektjustering.
• Skabe forhold, der giver dig mulighed for at spare energi.
• Forøgelse af levetiden for pumpeudstyr.
• Giver mulighed for at arbejde uden en hydraulisk akkumulator.
• Stabilisering af intrasystemisk tryk.
• Reduceret pumpestøjniveau.

Den fungerer også som automatiseringsassistent.

Negative punkter:

• Høje omkostninger ved enheden.
• Opsætning og tilslutning er normalt kun tilgængelig for specialister.

Frekvensomformeren fungerer i pumpedesignet som følger: når der er et betydeligt fald i trykniveauet i hydrauliktanken (registreret ved hjælp af et relæ), modtager frekvensomformeren det tilsvarende signal og giver en kommando om at starte den elektriske motor. I dette tilfælde udføres alt "uden pludselige bevægelser", styrken øges gradvist, hvilket giver forsikring mod hydraulisk overbelastning. I øjeblikket giver konvertermodeller regulering af accelerationstiden fra 5 til 30 sekunder.

Mens accelerationen udføres, modtager konverteren løbende information om trykniveauet i rørledningen. Så snart dette niveau når den ønskede værdi, stopper accelerationen, og motordriften fortsætter med den opnåede frekvens.

Hvordan vælger og installerer man udstyr?

Pumpestationens standardudstyr består af:

• Dyk- eller overfladepumpe;
• Trykmåler;
• Slange udstyret med en rustfri stålbelægning;
• Hydraulisk akkumulator;
• Vandtrykskontakt.

TIL ekstra udstyr omfatte:

• Uafbrydelig strømforsyning;
• Sensor;
• Blokke;
• Styrerelæer mv.

Hvis designet af eksisterende pumpeudstyr ikke er udstyret med en frekvensomformer, kan det implementeres selvinstallation. Typisk indeholder dokumentationen, der følger med pumpemodellen, instruktioner om, hvilken konverter en pumpe af denne type kan interagere med.

I mangel af sådanne oplysninger skal du selv vælge konverteren baseret på væsentlige parametre:

1. Strømniveau.

Der skal være et match mellem kraften fra det elektriske drev og konverteren.

1. Indgangsspændingsværdi.

En indikation af den strøm, som konverteren fungerer ved. Her er det nødvendigt at tage højde for, hvilke potentielle udsving i netværket kan være (et lavt spændingsniveau fremkalder et stop, et højt spændingsniveau forårsager et sammenbrud).

1. Pumpemotor kategori.

Enkeltfaset, tofaset eller trefaset.

1. Grænser for frekvenskontrolområde.

Til brøndpumpe 200 - 600 Hz er påkrævet (afhængig af pumpens primære effekt), for en cirkulær pumpe - 200 - 350 Hz.

1. Afstem antallet af styreindgange/-udgange til driftsbehov.

Jo flere der er, jo flere muligheder for at styre arbejdsgangen.

1. Valg passende metode ledelse.

I tilfælde af en brøndpumpe er der en fjernbetjening, der tillader styring direkte hjemmefra, og cirkulationspumpe Fungerer fint med fjernbetjening.

Pålideligheden af ​​købte enheder skal bestemmes indirekte af varighed garantiperiode. Følgelig, jo større den er, jo bedre er kvaliteten.

Hvor skal jeg installere pumpekonverteren?

Frekvensomformere med hydraulisk tilslutning monteres direkte på trykledningen. Uden en sådan tilslutning er kun en vandtryksføler forbundet til inverteren tilsluttet hovedledningen.

Omformeren er placeret så tæt som muligt på pumpen, men kun inde i det opvarmede rum. Det generelle strømtilslutningsdiagram er enkelt og forårsager ikke vanskeligheder.

Pumpekonverter modeller

• Grundfos Cue

Omformere fremstillet af et firma beliggende i Danmark, der fremstiller pumper. Som følge heraf er disse frekvensomformere designet i maksimal overensstemmelse med designet af pumpemodeller fra Grundfos. Enheden er ansvarlig for finregulering af driften af ​​hele mekanismen, udfører beskyttelses- og kontrolfunktioner. Cue-systemkonvertere er kendetegnet ved en række højkvalitetsmodeller (mere end 15 typer i sortimentet), men deres omkostninger er passende. Derudover afhænger prisen direkte af kraften i den mekanisme, der kræver en frekvensomformer. Blandt udvalget af modeller kan du finde omformere til både en enfaset pumpe () og en trefaset pumpe (Micro Drive FC101).

• Erman E-9

Konverterne i dette firma er budgetvenlige. De er ansvarlige for momentkompensation, jævn start, trykkontrol og har forskellige kontroltilstande op til 24. Overholdelse af strøm vælges individuelt. Ledig beskyttende hus, der beskytter mod støv og snavs.

• Hyundai N 50

Enfaset frekvensomformer. Kan bruges i husholdningsapparater. Effektniveauet er 0,7-2,5 kW. Lille størrelse, hvilket gør den praktisk til installation i alle enheder. Det er bemærkelsesværdigt for det faktum, at det giver finjustering takket være flere indstillingstilstande og 16 diskrete hastigheder. Koster cirka dobbelt så meget som den tidligere model.

• PowerFlex 40

Modeller af dette mærke er alsidige og meget populære. Deres særpræg— drev- og vektorstyring af høj kvalitet. Drevet dæmper blandt andet støj under motordrift og opfanger automatisk omdrejningshastigheder elektrisk motor, beskytter hele mekanismen mod overbelastning og overophedning, sikrer en jævn start. Omkostningerne kan sammenlignes med Grundfos Cue.

Brug af en pumpe i autonome vandforsyning og varmesystemer

Pumpemodeller i denne kategori betragtes som meget produktive, men adskiller sig meget højt niveau energiforbrug, hvilket naturligvis komplicerer driften. Frekvensomformere giver dig selvfølgelig mulighed for at reducere energiforbrug, trykniveauer og forlænge levetiden.

De fleste moderne pumper er designet efter drosselprincippet. De elektriske motorer af disse mekanismer er i driftstilstand ved den øvre effektgrænse, det vil sige bogstaveligt talt at blive slidt. Ofte, på grund af manglen på glathed, når den er tændt, observeres kraftige hydrauliske stød, hvilket beskadiger pumpens design. For at finjustere en sådan mekanisme skal du også lægge en stor indsats i den.

Beregning af data for pumpeudstyr foretages altid ud fra det maksimale effektniveau, selvom mekanismen kun oplever maksimal belastning lejlighedsvis under spidsbelastningsvandforbrug, hvilket ikke sker ofte. Resten af ​​tiden er det fuldstændig uberettiget at arbejde til det yderste. Det er på sådanne tidspunkter, at frekvensomformeren til cirkulations- og brøndpumpen reducerer energiforbruget med 30 - 40%.

Blandt andet er brugen af ​​en frekvensomformer i pumpestationen, der sørger for vandforsyning, med til at forhindre problemet med "tørløb". Det er relevant i tilfælde, hvor der ikke er vand inde i systemet, og motoren fortsætter med at køre. På grund af "tørløb" kan overophedning af motoren og nedbrud af mekanismen som helhed forekomme. Dette beviser endnu en gang behovet for at bruge en konverter.

Enfaset frekvensomformer til en pumpe i et vandforsyningssystem til boliger

Enheders ergonomi er en meget væsentlig indikator inden for rammerne af forbrugerservice. Det er vanskeligt at forbedre denne parameter for et vandforsyningssystem ved hjælp af en laveffekt enfaset pumpemodel, da dette kræver en konverter med et input/output spændingsniveau på 1x220V, og det er ikke nemt at finde en.

Typisk har husholdningspumper ingen klager med hensyn til energiforbrug, men dette kompenserer ikke for købsprisen på grund af den sjældne brug.

Installation af en konverter mister dog ikke sin relevans, da det hjælper med at opretholde konstant netværkstryk. Her fremsættes med andre ord en anmodning om komfortabel betjening.

Denne mulighed er især vigtig ved brug varmt vand. Det vil sige, at brugen af ​​en frekvensgenerator eliminerer temperaturspring og ændringer i trykkraften.

Enfasede omformere er velegnede til både dyk- og overfladepumper.

Enfaset frekvensomformer til hjemmebrug

Standardtype omformere er normalt ikke udstyret med en hydraulisk forbindelse. Et forsøg på selvstændigt at opgradere enheden for at imødekomme sådanne behov kan vise sig at være nytteløst, selvom en specialist går i gang.

Indser dette problem, frekvensomformerproducenter har skabt en speciel enfaset frekvensomformer til en pumpe, der yder husholdningssystemer vandforsyning

En af disse omformere er udstyret med en hydraulisk forbindelse og er i stand til at udføre alle standardopgaver for en frekvensomformer.