Преобразователь частоты vlt aqua drive. Частотные преобразователи VLT AQUA Drive для насосных установок. Функция чередование насосов частотных преобразователей Danfoss

В современных насосных установках наибольшее распространение получил частотно-регулируемый электропривод. Основой этого вида привода является полупроводниковый частотный преобразователь. Впервые стали использоваться в насосных установках в конце 60-х годов прошлого столетия.

Фирма «Данфосс» одна из первых применила полупроводниковые частотные преобразователи в приводе центробежных установок. Она первой в мире (с 1968 г.) стала выпускать серийные частотные преобразователи, используемые в насосных установках.

Используя свой многолетний опыт применения частотных преобразователей в этой отрасли техники, фирма создала серию частотных преобразователей VLT AQUA Drive , предназначенных для использования в насосных установках систем водоснабжения и водоотведения. Преобразователи VLT AQUA Drive изготавливаются для приводов мощностью от 0,37 до 1400 кВт.

Коэффициент мощности преобразователя также достаточно высок (cosфи ≥ 0,9), поэтому применение регулируемого привода на основе преобразователя VLT AQUA Drive не требует дополнительных устройств, повышающих cosфи (батарей статических компенсаторов и т. п.).

На рис. 1 показана принципиальная схема преобразователя VLT AQUA Drive и типовая схема внешних подключений (источника питания, электродвигателя насоса, датчиков и проч.). Внешний вид преобразователей VLT AQUA Drive представлен на рис. 2.

Рис. 1. Схема подключения преобразователя VLT AQUA Drive

Рис. 2. Частотные преобразователи «Данфосс» серии VLT AQUA Drive

Преобразователь VLT AQUA Drive предназначен для использования в насосных установках водоснабжения, водоотведения и систем ирригации. В связи с этим он обладает рядом специальных функций, обеспечивающих необходимые для работы в этих условиях свойства, которые приведены ниже.

1. В системе управления преобразователя предусмотрена автоматическая настройка пропорционально-интегральных регуляторов, благодаря которой осуществляется коррекция коэффициентов усиления ПИ-регуляторов, в зависимости от реакции объекта регулирования (резервуар-насос-водовод) на изменения режима работы системы, вносимые .

Благодаря этому свойству осуществляется индивидуальная настройка ПИ-регулятора для каждого конкретного объекта и не требуется точная настройка пропорциональных (П) и интегральных составляющих регулятора при вводе преобразователя в эксплуатацию.

2. Система управления преобразователя VLT AQUA Drive обеспечивает постепенное заполнение пустого водовода, предотвращая риск возникновения гидравлических ударов и, соответственно, повреждения труб и гидромеханического оборудования. Особенно это свойство ценно для оросительных насосных установок, которые довольно часто включаются в работу на пустые водоводы. Заполнение водовода осуществляется по сигналу в несколько ступеней.

3. Система управления преобразователя VLT AQUA Drive обладает свойством сигнализировать о падении давления в трубопроводе ниже заданного значения при достижении насосом номинальной частоты вращения (точка А). Этот сигнал говорит о необходимости включения в работу дополнительного насоса, если на водовод работает группа насосов.

Если предусматривается работа одиночного насоса на изолированный водовод, сигнал говорит о разрыве во- довода или о большой утечке воды из системы. В этом случае насосный агрегат отключается, и принимаются меры по ликвидации неисправности водовода.

4. Система управления преобразователя обладает свойством регулировать частоту вращения насоса при его остановке. Благодаря этому свойству частота вращения постепенно ступенями снижается до частоты вращения, соответствующей моменту закрытия клапана, что предотвращает возникновение гидравлического удара в системе и механических воздействий на сам клапан.

5. Система управления преобразователя VLT AQUA Drive обладает способностью обнаружения режима «сухого хода». Система непрерывно по результатам измерения параметров привода (частоты вращения и мощности привода) оценивает условия работы насосного агрегата. При малой потребляемой мощности, что имеет место при слишком малой подаче или при её отсутствии, насосный агрегат останавливается.

6. Преобразователь частоты VLT AQUA Drive может работать в спящем режиме. Под этим режимом понимается работа насоса с очень малой подачей, чему соответствует малое потребление мощности. Обычно это происходит при работе насоса на низкой частоте вращения.

Система управления, сопоставляя частоту вращения насоса и потребляемую им мощность, переводит систему в «спящий режим». При малой подаче насос поднимает давление до требуемого значения и останавливается. Далее система управления контролирует давление в системе водоподачи или уровень стоков в приемном резервуаре канализационной станции.

При падении давления в системе водоподачи или повышении уровня стоков в приёмном резервуаре КНС насос включается в работу. Благодаря свойству системы управления обеспечивать «спящий режим», уменьшается износ насосного агрегата, предотвращая его работу при малом водоразборе или малом притоке стоков в приёмный резервуар КНС. Наличие этой функции преобразователя позволяет экономить, в среднем, 5 % энергии, расходуемой на подачу воды.

7. Система управления преобразователя VLT AQUA Drive обладает функцией, благодаря которой учитываются потери напора в водоводе от насосной станции до диктующей точки водопроводной сети. Благодаря этой функции на выходе из насосной станции устанавливается требуемый напор в соответствии с изменяющейся подачей воды. При этом учитывается, что потери напора в трубах пропорциональны квадрату расхода.

Это свойство позволяет обеспечить требуемый напор в конце водовода без датчика давления. Однако оно может эффективно использоваться только при отсутствии промежуточных отборов воды на водоводе.

8. Наряду с упомянутыми свойствами преобразователя VLT AQUA Drive системы управления необходимо отметить следующее:

обеспечение плавного пуска с заданной интенсивностью пуска и останова насоса, что предотвращает повреждение подшипников насосов, снижает вероятность возникновения гидравлических ударов в трубопроводах, снижает пусковые токи в питающей электросети;

обеспечение чередования насосных агрегатов в качестве рабочих и резервных. Благодаря этому обеспечивается равномерный износ моторесурса насосных агрегатов;

индикация окупаемости преобразователя, показывающая, сколько времени остаётся до полной окупаемости средств, потраченных на приобретение привода VLT AQUA Drive.

1. Функция AEO (функция автоматической оптимизации потребления энергии). Благодаря этой функции привод потребляет столько энергии, сколько необходимо для подачи жидкости в данный момент времени.

Использование этой функции экономит дополнительно 5 - 10 % энергии. Кроме того, эта функция снижает потребление приводом и соответственно ток нагрузки электродвигателя. Эта функция особо эффективна для механизмов с вентиляторным моментом сопротивления (момент сопротивления пропорционален квадрату частоты вращения), в том числе для центробежных насосов. Наличие этой функции, кроме того, снижает акустические шумы агрегата.

2. Функция автоматической адаптации электродвигателя, встроенная в преобразователь. Настройка преобразователя частоты существенно зависит от внутренних параметров электродвигателя (сопротивления, индуктивности и проч.).

Функция автоматической адаптации позволяет достаточно точно определить параметры подключённого к преобразователю двигателя и осуществить его настройку. Эта функция имеет важное значение в тех случаях, когда осуществляется замена двигателей насосов, когда параметры двигателя изменяются после ремонта, а также в тех случаях, когда к одному и тому же преобразователю поочерёдно подключаются разнотипные электродвигатели.

Наличие этой функции снижает потребление энергии на 3 - 5 %, а при использовании отремонтированных электродвигателей экономия достигает 10%. Использование частотных преобразователей особенно большой мощности связано с генерацией гармоник высших порядков.

Наличие высших гармоник по току ведёт к перегреву проводников кабелей, увеличивает потери в трансформаторах, ухудшая условия работы . Кроме того, преждевременно стареет изоляция элементов питающих электрических сетей, необоснованно срабатывают элементы защитных устройств (автоматов, предохранителей), возникают помехи в сетях телекоммуникаций, расположенных вблизи силовых кабелей.

В настоящее время многие модели частотных преобразователей снабжаются встроенными фильтрами электромагнитной совместимости (ЭМС). В частности для предотвращения попадания высших гармоник по току во внешнюю электрическую сеть преобразователи частоты VLT AQUA Drive снабжаются дросселями в звене промежуточного тока для снижения гармонических искажений.

– 5 программируемых цифровых входов
– Логика PNP/NPN
– Импульсный вход 20 – 5000 Гц
– 1 аналоговый вход 0 –10 В или 0 – 20 мА
– 1 аналоговый вход 0 – 20 мА
– Вход термистора (аналоговый или цифровой)
– 1 аналоговый выход
– 1 реле, ~240 В, 2 А
– RS 485
– Modbus RTU

Встроенный фильтр ВЧ-помех инверторов Danfoss

Помехи в области радиочастот от кабеля двигателя ограничиваются встроенным фильтром ВЧ-помех, чем обеспечивается работа с кабелем длиной до 15 м (экранированным) и до 50 м (неэкранированным) с выполнением европейских норм.

Малый размер корпуса для монтажа на панель преобразователей частоты Danfoss серии VLT AQUA Drive FC 202

В приводе исполнения IP20 содержится два независимых вентилятора для обеспечения максимальной надежности. Только небольшая часть воздуха проходит через электронные компоненты, что увеличивает срок службы. Алюминиевая дверь на шарнирной опоре обеспечивает простой доступ к опциям дополнительных входов и выходов, а также к цепям управления. Привод исполнением IP21/Type 1 может быть поставлен как комплектное решение или же, как отдельное устройство с простым доступом к клеммам управления с помощью съемной верхней панели, фиксирующейся защелками.

Надежный корпус для тяжелых условий эксплуатации преобразователей частоты Danfoss серии VLT AQUA Drive FC 202

Корпуса приводов Danfoss IP55/NEMA 12 или IP66 разработаны для работы в тяжелой среде с содержанием газа, грязи и пыли. Электронная часть полностью изолирована от охлаждающего воздуха с целью увеличения срока службы. Все клеммы и соединения ЭМС находятся внутри корпуса привода под крепкой передней панелью для максимальной защиты. При заказе корпуса IP66 радиатор поставляется с антикоррозионным покрытием (версии корпуса в исполнении IP66 возможны до 90 кВт)

С автоматической настройкой ПИ-регуляторов привод проверяет реакцию системы на коррекцию, вносимую им самим – и изменяет собственные параметры, так что точная и стабильная работа достигается довольно быстро. ПИ-коэффициенты усиления постоянно изменяются для достижения компенсации характеристики нагрузки.

Возможен в режиме работы с обратной связью по давлению. Предупреждает гидроудары, разрывы водоводов или срыв головок пульверизаторов.

Это свойство привода позволяет определить утечку воды или разрывтрубопровода. Привод при достижении конца характеристики запускает аварийный сигнал, отключает насос или выполняет другую запрограммированную функцию в то время, когда насос работает на максимальной скорости без создания требуемого давления – ситуация, которая может возникнуть в результате обрыва трубопровода или утечки.

Останов с контролем обратного клапана предотвращает гидроудар при остановке насоса и закрытии обратного клапана. Останов с контролем обратного клапана плавно замедляет ход насоса на скорости близкой к запиранию клапана.

VLT® AQUA Drive постоянно оценивает условия работы насоса на основании внутреннего измерения частоты и мощности. В случае слишком малого потребления мощности – что имеет место при малом потоке либо полном его отсутствии – VLT® AQUA Drive остановится.

Свойство компенсации расхода в VLT® AQUA Drive использует тот факт, что сопротивление потоку уменьшается с понижением расхода. Уставка давления соответственно понижается, чем достигается дополнительное энергосбережение.

Начальный разгон обеспечивает быстрое ускорение насосов до минимальной скорости, где осуществляется переход к нормальному разгону. Это предотвращает повреждение осевых подшипников насоса. Конечный разгон служит для торможения насоса от минимальной скорости до останова.

Функция чередование насосов частотных преобразователей Danfoss

Это встроенная логическая функция позволяет осуществить чередование двух насосов в режиме рабочий – резервный. Движение резервного насоса предотвращает заедание вала. Внутренний таймер обеспечивает равномерную наработку обоих агрегатов.

Высокий КПД частотных преобразователях Danfoss VLT AQUA Drive FC 202 – 98%