Задать вопрос

или свяжитесь с нами по телефону +7 (495) 792-57-57

* - обязательные поля

Силовая электроника
+7 (495) 792-57-57

Каскадное управление насосами с частотным преобразователем

Получить консультацию

Управление приводом насосного оборудования – одна из самых перспективных сфер применения преобразователей частоты. С их помощью можно плавно регулировать производительность одиночных агрегатов и группы насосов, работающих на общую сеть.

Частотные преобразователи позволяют:

  • Плавно изменять напор и давление.
  • Снизить гидравлические потери в трубопроводе от регулирующей арматуры.
  • Уменьшить потребление электроэнергии.
  • Снизить нагрузку на трубопровод и практически исключить вероятность гидроударов.
  • Повысить общий КПД системы водоподачи.

ПЧ также выполняют функции ПИ или ПИД-регуляторов, защиты от «сухого хода», стабилизации напряжения, защиты от аварий и ненормальных режимов работы. Рассмотрим подробнее каскадное управление частотными преобразователями группой насосов.

Схемы управление каскадами насосов

Объединение насосов в каскад применяется в системах с переменным расходом и давлением например, в сетях отопления и водоснабжения. При номинальном значении технологических параметров работает один или несколько агрегатов, называемых ведущими. В период пиковых нагрузок подключаются дополнительные насосы. Во время минимального потребления основной насос обеспечивает поддержание необходимых рабочих параметров системы.

До появление преобразователей частоты применялось релейное управления. Такие схемы обеспечивают включение/отключение резервного насоса по сигналу от датчиков давления, расхода или уровня.

Релейное управление насосом

При этом регулирование осуществляется ступенчато, что не всегда отвечает условиям производственного процесса. Еще один недостаток: при пуске резервного агрегата на полную производительность скорость потока в системе сильно возрастает, что приводит к гидроударам.

Схема управления, где ПЧ регулирует производительность одного насоса, а остальные запускаются и отключаются по сигналам с релейных выходов называется «постоянный мастер» (от названия схемы master-slave или ведущий-ведомый).

Схема управления насосом с помощью преобразователя частоты

Такая схема обеспечивает плавную регулировку параметров согласно заданному алгоритму в номинальном рабочем диапазоне ведущего насоса. При подключении дополнительных агрегатов, схема управления становится эквивалентной релейной.

Для более точной регулировки применяют управление с «переменным мастером», к одному преобразователю частоты подключают несколько насосов.

Схема управления с переменным мастером

При этом с частного преобразователя регулируются электроприводы всех насосных агрегатов в системе.

Там, где необходимо точное регулирование характеристик в широком диапазоне применяют схемы с несколькими преобразователями частоты. При этом привод всех агрегатов комплектуется ПЧ с функциями «master-slave» или «ведущий-ведомый».

Схема управления насосом с несколькими преобразователями частоты

Один из частотных преобразователей осуществляет прием сигнала с датчиков обратной связи, формирует и отправляет управляющие сигналы на ПЧ ведомых насосных агрегатов. Данная схема управления позволяет регулировать производительность во всем рабочем диапазне паралельно работающих насосов, осуществлять плавный пуск и отключение агрегатов в любой последовательности, реализовать управление с обратной связью по нескольким параметрам.

Функции ПИД-регулятора и контроллера может выполнять встроенный процессор ПЧ или внешнее устройство. Связь между преобразователями обеспечивается через стандартные цифровые интерфейсы, которые поддерживают устройтсва.

Преимущества и недостатки схем каскадного управления насосами

Каждый метод имеет свои достоинства и недостатки. Каскадное управление с «постоянным мастером» в сравнении с релейной схемой позволяет более точно контролировать параметры систем. Еще одно преимущество – возможность отказаться от электромеханических реле в управляющей части схемы, такие элементы автоматики требуют регулярного обслуживания и замены из-за износа контактов. К недостаткам относят узкий диапазон плавного регулирования при работе резервных агрегатов.

Управление с «переменным мастером» позволяет исключить избыточную производительность и возникновение гидравлических ударов, обеспечивает возможность смены ведущего насосного агрегата, попеременную работу и равномерный износ всех насосов. К недостаткам относится необходимость применения агрегатов с однотипными двигателями одинаковой мощности, ограниченное количество подключаемых агрегатов.

Схема с одним ведущим и несколькими ведомыми ПЧ отличается точностью поддержания требуемых параметров, широким диапазоном плавного регулирования производительности. К недостаткам схемы относится высокая стоимость и относительная сложность.

Схемы с одними ведущим и несколькими ведомыми ПЧ

Применение той или иной схемы управления каскадов насосов определяется технологической и экономической эффективностью. При невысоких требованиях к системе применяют многодвигательные преобразователи частоты с ПИД-регулированием ведущего насоса. Для более точного поддержания параметров насосов применяют схемы с «переменным мастером» и программным регулированием всех агрегатов. В системах с высокими требованиями используют схемы каскадного управления с индивидуальными ПЧ с одним ведущим устройством.