Jak funguje frekvenční měnič na čerpadle?

Jak závisí charakteristika čerpadla na rychlosti otáčení?

Vzorce popisující závislost charakteristik odstředivého čerpadla na rychlosti otáčení se nazývají zákony podobnosti.

— posuv je přímo úměrný rychlosti otáčení

Vzorce podle podobnosti

— tlak čerpadla závisí na rychlosti otáčení na druhý výkon

— výkon hřídele závisí na rychlosti otáčení na třetí výkon

Jak to vypadá na grafu?

Charakteristika QH pro různé rychlosti čerpadla

Aby bylo možné sestrojit charakteristiku čerpadla pro jinou rychlost otáčení, je nutné vypočítat hodnoty H a Q pomocí vzorců zákona podobnosti.

Například

Jmenovité otáčky čerpadla 1450 ot./min.

Charakteristiku QH je nutné zkonstruovat pro otáčky 1150 ot./min.

Pro bod č. 1 – Q = Q1, H = H1, n = 1450 ot./min.

Pomocí podobnostních vzorců pro n = 1150 ot./min získáme Q = Q3, H = H3.

Můžete vidět, že body #1 a #3 leží na parabole.

Pro získání kompletní křivky HQ je nutné vypočítat hodnoty H a Q pro několik bodů pro požadovanou rychlost. Spojením těchto bodů získáme kompletní křivku QH.

Upozorňujeme, že všechny body budou patřit parabolám podobných režimů.

Podívejte se na graf.

Účinnost versus frekvence

Jak závisí účinnost čerpadla na rychlosti čerpadla?

Účinnost čerpadla závisí velmi málo na rychlosti otáčení čerpadla a lze ji ignorovat.

Například snížení rychlosti na polovinu snižuje účinnost asi o 2 %.

Jak závisí výkon hřídele čerpadla na otáčkách čerpadla?

Výkon versus frekvence

Hřídelový výkon odstředivých čerpadel závisí na počtu otáček na třetí výkon a. Viz zákony podobnosti. Snížení otáček velmi ovlivňuje snížení výkonu čerpadla.

Jak Variable Speed ​​​​Drive (VSD) šetří energii?

Čerpadlo s nižší rychlostí může zajistit stejný průtok bez ztrát na ventilu. Užitečná energie je stejná jako dříve. Na ventilu nejsou žádné ztráty.

POROVNÁNÍ ÚČINNOSTI: ŘÍZENÍ FREKVENCE VS. REGULACE VENTILEM

Proč se používá frekvenční řízení čerpadel?

Hlavním účelem regulace otáček čerpadla je přizpůsobit charakteristiku čerpadla skutečné charakteristice čerpacího systému.

To je důležité pro čerpací systémy s velkými výkyvy parametrů v čase.

Například v systémech zásobování vodou dochází denně ke kolísání požadovaného průtoku a tlaku.

Uživatelé čerpadel si velmi často myslí, že používání frekvenčního řízení na jejich čerpadle automaticky znamená úsporu energie a peněz.

Někdy ale uživatelé říkají, že jsem použil regulaci frekvence, ale nedosáhl jsem žádného snížení spotřeby energie.

Častou chybou, kterou uživatelé dělají, je používání zákonů o podobnosti k určení provozního režimu čerpadel, zvláště když je v charakteristikách systému statický tlak? Viz graf níže.

Při výběru způsobu ovládání čerpadla vždy vezměte v úvahu vlastnosti čerpacího systému.

Jak funguje čerpadlo s proměnnými otáčkami v systémech s převážně statickou složkou?

S klesající rychlostí čerpadla se pracovní body čerpadla posouvají dále od bodu maximální účinnosti k bodu nižší účinnosti.

Jak funguje frekvenčně řízené čerpadlo v systémech s převládajícími třecími ztrátami bez statické složky?

Během poklesu otáček čerpadla nemění pracovní bod svou polohu vůči bodu maximální účinnosti a zůstává na stejné křivce podobnosti se stejnou účinností.

Závěry .

Frekvenční řízení čerpadla se lépe hodí pro systémy s převládajícími třecími ztrátami.

Naopak u čerpacích systémů s vysokou statickou výškou může řízení frekvence vést ke zvýšené spotřebě energie.

Kdy má smysl používat frekvenční měniče?

Existuje obecné doporučení – čerpadla pracují minimálně 2000 hodin ročně, rozsah změny průtoku v čase je více než 30 %.

Práce v různých systémech

Výhody pohonu s proměnnou frekvencí (VFD)

Skutečnou hodnotou VFD je jeho schopnost přesně sladit provoz motoru a čerpadla s požadavky procesu.

Potenciální výhody přesného řízení rychlosti procesu:

• Zlepšení kvality produktu

• Zvýšená produktivita procesu.

• Vylepšené řízení procesu

Typy měničů kmitočtu

— Mechanické frekvenční pohony — hydraulické spojky, stavitelné řemeny a řemenice.

— Elektrické pohony s proměnnou frekvencí, včetně spojek na bázi vířivých proudů, ovladačů motorů s vinutým rotorem a pohonů s proměnnou frekvencí (VFD).

Vlastnosti pohonu s proměnnou rychlostí

— Řídí změny rychlosti otáčení

— Poskytuje mechanické ovládání

— Eliminuje vodní rázy během spouštění, které způsobují vibrace systému

— Snižuje počet poruch.

— Funkce měkkého startu

— Zlepšuje kvalitu produktu

– Může šetřit energii v některých systémech

Možné problémy s pohonem s proměnnou rychlostí

— Harmonické mohou ovlivnit činnost zařízení.

— Porucha (vypnutí zařízení) při změně kvality napájení

— Ložiskové proudy vedou ke zničení ložisek.

– zvýšený hluk (akustický)

— Neefektivní v systémech se statickým tlakem.

— Může být požadováno použití upravených elektromotorů.

Jak VFD ovlivňují elektromotory

— Vysoká spínací frekvence: Vysoké frekvence proudu mohou způsobit dodatečné zahřívání motoru, což snižuje účinnost motoru.

— Vibrace: Vyhodnoťte systém tak, aby při snížení rychlosti nebyly nikde v systému buzeny přirozené nebo rezonanční frekvence.

– Vysokofrekvenční proudy: Při použití VFD se může na hřídeli motoru nahromadit napětí a způsobit tok proudu přes ložiska, což způsobí erozi na kolejích. Tomu se lze vyhnout použitím izolovaných ložisek nebo zařízení pro uzemnění hřídele.

— Snížené chlazení motoru: Otáčky motoru by neměly být sníženy do takové míry, že by mohlo být narušeno chlazení ventilátoru.

— Porucha izolace vinutí: Když se vzdálenost mezi motorem a frekvenčním měničem zvětší (obvykle více než 10 metrů), dojde k napěťovému rázu, který může způsobit namáhání izolace motoru. Chcete-li tento efekt minimalizovat, můžete použít přepěťové ochrany.

– Bezpečnostní faktor: Mnoho výrobců motorů “podceňuje” servisní faktor motoru při použití s ​​VFD

– Točivý moment motoru: obvykle to není problém se zatížením odstředivého čerpadla (proměnný točivý moment), ale když je vyžadován konstantní točivý moment, musí být motory dimenzovány na požadovaný točivý moment při nižších otáčkách.