محولات تردد محرك VLT AQUA لوحدات المضخات

في منشآت الضخ الحديثة ، الأكثر انتشارًا هو محرك كهربائي مع التحكم في التردد. أساس هذا النوع من المحركات هو محول تردد أشباه الموصلات. أولاً محولات تردد أشباه الموصلات بدأ استخدامه في وحدات الضخ في أواخر الستينيات.

كان دانفوس من أوائل الذين استخدموا محولات تردد أشباه الموصلات في قيادة منشآت الطرد المركزي. كانت الأولى في العالم (منذ عام 1968) التي تنتج سلسلة من محولات التردد المستخدمة في منشآت الضخ.

باستخدام سنوات خبرتها العديدة في استخدام محولات التردد في هذا الفرع من التكنولوجيا ، أنشأت الشركة سلسلة من محولات التردد VLT AQUA Drive المخصصة للاستخدام في منشآت ضخ إمدادات المياه وأنظمة الصرف الصحي. يتم تصنيع محولات محرك VLT AQUA لمحركات الأقراص من 0.37 كيلو واط إلى 1400 كيلو واط.

عامل الطاقة للمحول مرتفع أيضًا (cosphi ≥ 0.9) ، لذا فإن استخدام محرك متغير يعتمد على محول محرك VLT AQUA لا يتطلب أجهزة إضافية تزيد من cosphi (بطاريات تعويض ثابتة ، إلخ).

في التين. يوضح الشكل 1 مخططًا تخطيطيًا لمحول الطاقة VLT AQUA Drive ومخططًا نموذجيًا للتوصيل الخارجي (مزود الطاقة ، محرك المضخة ، أجهزة الاستشعار ، إلخ). يظهر الشكل الخارجي لمحولات محرك VLT AQUA في الشكل. 2.

أرز. 1. مخطط توصيل محول محرك VLT AQUA

أرز. 2. محولات التردد «دانفوس» سلسلة VLT AQUA Drive

تم تصميم محرك VLT AQUA للاستخدام في منشآت الضخ لإمدادات المياه والتخلص من مياه الصرف وأنظمة الري. في هذا الصدد ، لديها عدد من الميزات الخاصة التي توفر الخصائص المطلوبة للعمل في هذه الظروف ، والتي تم سردها أدناه.

1. يوفر نظام التحكم في المحول تنظيمًا تلقائيًا لوحدات التحكم التناسبية المتكاملة ، والتي بسببها يتم تعديل مكاسب منظمات PI اعتمادًا على استجابة كائن التحكم (خط خزان - مضخة - ماء) للتغيرات في وضع التشغيل الذي تم إدخاله في النظام محرك متغير.

بفضل هذه الخاصية ، يتم ضبط وحدة التحكم PI بشكل فردي لكل كائن محدد ولا تتطلب ضبطًا دقيقًا للمكونات المتناسبة (P) والمكونات المتكاملة لوحدة التحكم عند تشغيل المحول.

2. يضمن نظام التحكم في محول الدفع VLT AQUA ملء تدريجي لخط الأنابيب الفارغ ، مما يمنع مخاطر الصدمات الهيدروليكية وما يترتب على ذلك من تلف للأنابيب والمعدات الميكانيكية.تعتبر هذه الخاصية ذات قيمة خاصة لوحدات ضخ الري ، والتي غالبًا ما يتم تضمينها في تشغيل أنابيب المياه الفارغة. يتم ملء إمدادات المياه عن طريق إشارة مقياس الضغط في بضع خطوات.

3. إن نظام التحكم لمحول الدفع VLT AQUA لديه القدرة على الإشارة إلى انخفاض الضغط في خط الأنابيب إلى ما دون القيمة المحددة عندما تصل المضخة إلى السرعة المقدرة (النقطة A). تشير هذه الإشارة إلى الحاجة إلى تشغيل مضخة إضافية إذا كانت مجموعة من المضخات تعمل على خط المياه.

إذا كان المقصود بمضخة واحدة أن تعمل على أنابيب مياه معزولة ، فإن الإشارة تشير إلى انقطاع المياه أو تسرب كبير للمياه من النظام. في هذه الحالة ، يتم إيقاف تشغيل وحدة المضخة واتخاذ التدابير اللازمة لإزالة عطل إمدادات المياه.

4. نظام التحكم في المحول لديه القدرة على تنظيم سرعة المضخة عند توقفها. بفضل هذه الخاصية ، يتم تقليل سرعة الدوران تدريجياً إلى سرعة الدوران المقابلة لحظة إغلاق الصمام ، مما يمنع حدوث مطرقة الماء في النظام والتأثيرات الميكانيكية على الصمام نفسه.

5. نظام التحكم في عاكس محرك VLT AQUA لديه القدرة على الكشف عن التشغيل الجاف. يقوم النظام باستمرار بتقييم ظروف تشغيل المضخة بناءً على نتائج قياس معلمات القيادة (سرعة القيادة والطاقة). عند استهلاك منخفض للطاقة ، والذي يحدث مع تدفق قليل جدًا أو بدون تدفق ، تتوقف وحدة المضخة.

6. يمكن أن تعمل وحدة التحكم في تردد محرك VLT AQUA في وضع السكون.يُفهم هذا الوضع على أنه تشغيل المضخة بمعدل تدفق منخفض جدًا ، والذي يتوافق مع استهلاك منخفض للطاقة. يحدث هذا عادة عندما تعمل المضخة بسرعة منخفضة.

نظام التحكم ، الذي يقارن سرعة المضخة والطاقة التي تستهلكها ، يضع النظام في «وضع السكون». عند التدفق المنخفض ، تزيد المضخة الضغط إلى القيمة المطلوبة وتتوقف. بالإضافة إلى ذلك ، يراقب نظام التحكم الضغط في نظام إمداد المياه أو مستوى المياه العادمة في خزان الاستقبال في محطة الصرف الصحي.

عندما ينخفض ​​الضغط في نظام إمداد المياه أو يرتفع مستوى المياه العادمة في خزان الاستقبال بمحطة الضخ ، يتم تشغيل المضخة. نظرًا لخاصية نظام التحكم لتوفير "وضع النوم" ، يتم تقليل تآكل وحدة الضخ ، مما يمنع تشغيلها مع كمية صغيرة من المياه أو تدفق صغير من مياه الصرف في خزان الاستقبال في محطة الضخ. يسمح وجود وظيفة المحول هذه بتوفير ما معدله 5٪ من الطاقة المستهلكة لإمدادات المياه.

7. نظام التحكم لمحول الدفع VLT AQUA له وظيفة يتم من خلالها أخذ فقدان الضغط في خط المياه من محطة الضخ إلى نقطة إملاء شبكة المياه في الاعتبار. بفضل هذه الوظيفة ، يتم ضبط الضغط المطلوب عند مخرج محطة الضخ وفقًا لإمدادات المياه المتغيرة. يأخذ هذا في الاعتبار أن فقدان الضغط في الأنابيب يتناسب مع مربع معدل التدفق.

تتيح هذه الخاصية توفير الرأس اللازم في نهاية خط المياه بدون مستشعر ضغط.ومع ذلك ، يمكن استخدامه بشكل فعال فقط في حالة عدم وجود تصريف وسيط للمياه على طول خط الأنابيب.

8. جنبًا إلى جنب مع الخصائص المذكورة لمحول محرك VLT AQUA لنظام التحكم ، يجب ملاحظة ما يلي:

• ضمان بداية سلسة مع شدة معينة لبدء وإيقاف المضخة ، مما يمنع تلف محامل المضخة ، ويقلل من احتمالية حدوث صدمة هيدروليكية في خطوط الأنابيب ، ويقلل من تيارات البدء في شبكة إمداد الطاقة ؛

• ضمان تبديل وحدات الضخ كعمل وفي وضع الاستعداد. هذا يضمن تآكل موحد لمورد المحرك لوحدات الضخ ؛

• يوضح مؤشر عائد المحول مقدار الوقت المتبقي حتى يتم استعادة محرك VLT AQUA بالكامل.

بالإضافة إلى ذلك ، نلاحظ بشكل منفصل ميزات خاصة لتوفير الطاقة لمحركات التردد المتغير القائمة على محولات Danfoss.

1. وظيفة AEO (وظيفة تحسين الطاقة التلقائية). بفضل هذه الوظيفة ، يستهلك محرك الأقراص قدرًا من الطاقة بقدر ما هو ضروري لتوفير السائل في وقت معين.

يؤدي استخدام هذه الميزة إلى توفير طاقة إضافية بنسبة 5-10٪. بالإضافة إلى ذلك ، تقلل هذه الميزة من استهلاك محرك الأقراص قوة رد الفعل وبالتالي ، تيار الحمل للمحرك الكهربائي. هذه الوظيفة فعالة بشكل خاص للآليات ذات لحظة سحب المروحة (تتناسب لحظة السحب مع مربع السرعة) ، بما في ذلك مضخات الطرد المركزي. تعمل هذه الميزة أيضًا على تقليل الضوضاء الصوتية للجهاز.

2. التلقائي وظيفة التكيف المحرك المضمنة في العاكس.يعتمد ضبط محول التردد بشكل كبير على المعلمات الداخلية للمحرك الكهربائي (المقاومة ، الحث ، إلخ).

تتيح لك وظيفة التكيف التلقائي تحديد معلمات المحرك المتصل بالعاكس بدقة وضبطها. هذه الوظيفة مهمة في الحالات التي يتم فيها استبدال محركات المضخة ، وعندما تتغير معلمات المحرك بعد الإصلاح ، وعندما يتم توصيل أنواع مختلفة من المحركات الكهربائية في سلسلة إلى نفس المحول.

إن وجود هذه الوظيفة يقلل من استهلاك الطاقة بنسبة 3-5٪ ، وعند استخدام المحركات الكهربائية المُجدَّدة ، يصل التوفير إلى 10٪. يرتبط استخدام محولات التردد عالية الطاقة بشكل خاص بتوليد التوافقيات عالية المستوى.

يؤدي وجود التوافقيات العالية في التيار إلى ارتفاع درجة حرارة أسلاك الكابلات ، ويزيد من الخسائر في المحولات ، ويزيد من سوء ظروف العمل البنوك مكثف... بالإضافة إلى ذلك ، فإن عزل عناصر شبكات الطاقة يتقادم قبل الأوان ، ويتم تشغيل عناصر الأجهزة الواقية (الأجهزة الأوتوماتيكية ، والصمامات) بشكل غير معقول ، ويحدث التداخل في شبكات الاتصالات الموجودة بالقرب من كبلات الطاقة.

حاليًا ، تم تجهيز العديد من نماذج محولات التردد بمرشحات التوافق الكهرومغناطيسي (EMC) المدمجة. على وجه الخصوص ، لمنع التوافقيات الحالية المرتفعة من الدخول إلى شبكة الإمداد الخارجية ، تم تجهيز محولات التردد VLT AQUA Drive بخنق في رابط التيار المتوسط ​​لتقليل التشوهات التوافقية.