Новые устройства частотного регулирования промышленных насосов

Для регулирования частоты вращения центробежных насосов промышленного применения потребители используют практически только частотные преобразователи, которые встроены в распределительные устройства, предоставляемые заказчиком. По сравнению с инженерным оборудованием для зданий и сооружений интегральные приводы насосов с регулированием частоты вращения в промышленности занимают лишь незначительный сегмент рынка.

насос Etanorm с частотным приводом

Так, при проектировании или переоборудовании потребители промышленного оборудования часто рассматривают насосные системы с регулированием частоты вращения как три различных компонента. Причин тому несколько.Наряду с измеряемыми подачей и напором здесь важную роль играют множество других критериев выбора, как например, свойства перекачиваемой среды, температурный диапазон среды, а также различные конструктивные особенности. При выборе двигателей зачастую существуют заводские нормы, которые диктуют выбор исполнения двигателя или производителя.После того как был произведен расчет, специалист по электроприводу подбирает частотный преобразователь, исходя из номинального тока электродвигателя. При таких разноплановых технических требованиях к агрегатам требуется индивидуальное исполнение насосов.Обеспечить такое многообразие вариантов серийно выпускаемыми агрегатами с экономической точки зрения невыгодно ни одному производителю насосного оборудования. Но для того, чтобы все же воспользоваться преимуществами интеграль- ных конструкций, компания KSB AG разработала монтируемую на двигателе систему регулирования частоты вращения центробежных насосов мощностью до 45 кВт. В противоположность интегральным двигателям за счет использования этой новой разработки возможно применение двигателей различных производителей, как это предписано заводскими нормами. Пользователь приобретает полностью укомплектованный агрегат, обладающий рядом преимуществ по сравнению с применяемыми современными шкафами управления. Он получает сочетание насоса, двигателя и частотного преобразователя, точно настроенных друг на друга. Все параметры, необходимые для первого пуска агрегата после подключения питающего напряжения, устанавливаются непосредственно на заводе-изготовителе. Функции регулирования, такие как регулирование разности давлений, конечного давления и температуры, выполняются посредством встроенного ПИ-регулятора или дополнительных устройств. Датчики, требуемые для осуществления этих задач, частично встроены в корпус насоса, или же за счет «интеллектуального» определения рабочей точки отпадает необходимость в таких датчиках. Встраивание в трубопровод не отличается от аналогичного процесса для насоса со стандартной частотой вращения так же, как и для ввода в эксплуатацию сегодня не требуются дополнительные средства. При сравнении с широко распространенными шкафами управления монтируемая на двигателе система регулирования частоты вращения обладает рядом преимуществ.

Ответственность за безопасность взаимодействия всех компонентов несет изготовитель насосного оборудования, а не проектировщик, как было ранее. Поэтому проектировщику не нужно проводить индивидуальные испытания интерфейсов между компонентами до монтажа и во время установки.Осуществляется единая поставка к определенному сроку. Не требуется приобретать насос, двигатель, частотный преобразователь, кабель двигателя,сигнальный провод и дополнительные комплектующие у различных производителей. Ввод системы в эксплуатацию также значительно упростился. Если за счет применения стандартных частотных преобразователей, которые имеются на складе у многих пользователей, потребитель рассчитывает на достижение подобного отлаженного взаимодействия всех конструктивных элементов, то для этого потребуются отличные знания обслуживающего персонала в области гидравлики и электротехники. Таким образом, для работы в режиме энергосбережения необходимо установить квадратичную характеристику «напряжение–частота» частотного преобразователя. Наконец, существуют различия между эксплуатацией конвейера, нагруженного гравием, которому сразу после включения необходим большой крутящий момент, и циркуляционного насоса, требующего малый пусковой крутящий момент. Соединение кабелем в случае со шкафом управления также является существенным. В зависимости от расстояния между двигателем и частотным преобразователем нужно проверить, должен ли быть соединительный провод экранированным или нет, существует ли необходимость в синусных фильтрах. Кроме того, не каждый преобразователь частоты может обрабатывать сигнал датчика резистора с положительным температурным коэффициентом, устанавливаемого на двигателе. Чтобы при дальнейшей работе получить сведения о гидравлическом состоянии системы, необходимо получить и информацию о токе, частоте и мощности, которую может предоставить стандартный прибор. Для этого требуется опыт,и обычные электротехники не смогут все это осуществить. Даже если кто-либо обладает такими знаниями, результаты будут неточны, т.к. данные с частотного привода не предоставляются специализированно для гидравлического применения.

За счет использования в промышленности комплексных насосных систем с регулированием частоты вращения значительно снижаются инвестиционные и эксплуатационные расходы. Уменьшение затрат при расчете и отсутствие соединительного, как правило, экранируемого провода, между преобразователем и двигателем, дают преимущества, которые через некоторое время компенсируют высокие расходы на приобретение приводной группы.Дополнительные гидравлические функции, как например, компенсация зависящих от подачи потерь давления на трение в трубах и бездатчиковая защита от сухого хода, а также появление предупреждений при переходе в зону частичных нагрузок, поддерживают насосы и установки в исправном состоянии. Увеличивается их ресурс,снижаются затраты за жизненный цикл. Подключенный датчик давления распознается автоматически и самостоятельно настраивает привод на регулируемый режим. Возможна параллельная работа до шести насосов, оснащенных системой PumpDrive, без дополнительного технического обеспечения. При этом насосные агрегаты сообщаются посредством шинной системы передачи данных. От насоса, который используется в качестве ведущего модуля, они получают такие параметры рабочей точки, необходимые для достижения общей заданной величины, что потребление электроэнергии всей установкой сводится к минимуму. Текстовые данные на дисплее блока управления ведущего насоса наряду с другими сведениями информируют о режиме работы, подаче, напоре и эффективной мощности всех насосных агрегатов.

Для проектировщика такой насос с регулированием частоты вращения является завершенным функциональным блоком с изящным и четким интерфейсом для использования с установкой. Ответственность за насосную систему, а также режим ее работы с оптимальным энергопотреблением даже при изменяющейся нагрузке несет производитель. В случае дооснащения существующих нерегулируемых насосных установок строительно-подрядные организации извлекают выгоду за счет сниженных расходов на установку и ввод в эксплуатацию. Преимущества и конструктивная универсальность приводов, монтируемых на двигателе, приведут к тому, что эта конструкция найдет такое же широкое применение в промышленности, какое она на протяжении длительного времени находит в инженерном оборудовании для зданий и сооружений.