Воздействие характеристик электросети на работу движков насосов
Быстрое развитие электротехнической отрасли ознаменовало конец эпохи паровых машин и начало повсеместного распространения электронных. Электронные насосы относятся к одним из самых нужных устройств нашего времени. Тут и дальше под термином «насос» предполагается весь механизм в целом — движок, передаточный механизм (редуктор либо другое устройство, выполняющее его функции) и исполнительный орган (крыльчатка, лопасти, поршень).
Электродвигатели, лежащие в базе насосов, владеют очень высочайшим КПД (83-95%), относительной простотой конструкции, универсальностью и высочайшей надежностью. Тип используемого мотора и режим его работы в большой степени определяет итоговые свойства хоть какого электронного механизма.
Почти всегда, если нет особенных требований, используют асинхронные движки с короткозамкнутым ротором. Схематично таковой движок состоит из корпуса, в каком размещены статор (недвижная часть) с обмоткой и ротор (крутящаяся часть). Напряжение, подведенное к обмотке статора, делает крутящееся магнитное поле, взаимодействие которого с обмоткой ротора и принуждает последний крутиться. Обмотка в электродвигателях представляет собой особенным образом намотанную на железный каркас медную проволоку, покрытую изолирующим витки лаком.
И если электронный движок является сердечком электронасоса, то электроэнергия — душой. Без неё насос просто не будет работать. Электроэнергия характеризуется качеством, другими словами все её характеристики должны соответствовать расчетным. В случае, когда какой-нибудь параметр выходит за установленные эталоном границы, меняется и режим работы насоса. Основными чертами электроэнергии являются значения напряжения, его формы и частоты (для переменного тока). В каждой стране есть свои эталоны для вышеуказанных характеристик. Напряжение — это электродвижущая сила, разность потенциалов, либо, если просто, это та энергия, которая высвобождается при перемещении заряда меж 2-мя точками.
Согласно ГОСТ, для государств СНГ принято напряжение (U) 220 Вольт +-10%. Частота (Ω) определяет, как нередко за единицу времени меняется полярность напряжения. Стандартным значением является 50 Герц +-1%. К главным характеристикам насосов относятся напор, подача и рабочая точка, объединяющая эти два параметра. Напор — это давление воды, создаваемое насосом, а подача — её количество, перекачиваемое за единицу времени. А потому что механизм работы всего механизма заключается в преобразовании энергии вращения, производимой движком, в работу, совершаемую исполнительным органом, то принципиально обеспечить стабильность расчетной скорости вращения. Одной из важных черт асинхронного электродвигателя является скольжение. Скольжение — это разница в скоростях вращения магнитного поля, создаваемого обмоткой статора и самого ротора. Чем больше нагрузка либо меньше напряжение, тем выше величина скольжения.
Связь скорости вращения ротора и напряжения сети выражается формулой:
N=Nсинхр*(1-Kнагр*Uрез*Sном); где:
«N» — результирующая скорость вращения мотора насоса,
«Nсинхр» — синхронная скорость вращения ,
«Kнагр» — коэффициент нагрузки мотора,
«Uрез» — отношение квадратов значений номинального напряжения к фактическому,
«Sном» — значение скольжения в номинале.
Означает, при уменьшении сетевого напряжения ниже номинального, также миниатюризируется скорость вращения ротора мотора и, как следствие, общая производительность насоса. Принципиально отметить, что данное следствие правильно для движков насосов, работающих с полной нагрузкой. Если же насос избран с «припасом», то воздействие уменьшения напряжения проявляется не так приметно.
Видео ролик: «Работа частотного преобразователя Speedrive»
Последующим нехорошим проявлением снижения является нагрев обмоток. При уменьшении напряжения ниже допустимого на 1% магнитный поток в движке миниатюризируется на 3%. В общем случае, для мощности мотора можно пользоваться формулой:
P = U*I, где:
«P» — мощность мотора,
«U» — напряжение сети,
«I» — ток, потребляемый движком.
Как следует, при сохранении значения электронной мощности мотора и падении напряжения, возрастает потребляемый из сети ток. Превышение значения тока сверх расчетных характеристик вызывает завышенный нагрев обмоток и, как следствие, уменьшение срока эксплуатации их изоляции. В неких случаях вероятен выход мотора из строя. Увеличение напряжения выше номинального значения уменьшает срок службы мотора и при лишнем завышении, происходит «электронный пробой» изоляции обмоток. В этом и вышеуказанных случаях молвят, что «движок сгорел».
Скорость вращения магнитного поля и, как следствие, скорость вращения ротора мотора находится в зависимости от частоты сети. Эта зависимость описывается формулой:
n= 60*f / P, где:
«n» — синхронная скорость вращения магнитного поля,
«f» — частота электросети,
«P» — количество пар полюсов обмотки статора (механический параметр).
Как следует, при неизменном количестве пар полюсов хоть какое изменение частоты конкретным образом оказывает влияние на вращения мотора и развиваемую им механическую мощность. К особенному типу насосов относятся вибрационные либо шнековые. В их конструкции нет мотора в традиционном осознании, потому поломки, вызванные завышенным либо заниженным напряжением появляются малость по другому. Если таковой насос установлен в колодце либо скважине и при обычном напряжении работает в собственных номинальных параметрах, без «припаса» по мощности, то при падении напряжения он не сумеет поднять воду, что для неких моделей чревато выходом из строя. А при завышении напряжения интенсивность движения качающей мембраны растет и механизм равномерно разбивает сам себя. Тот же эффект проявляется, соответственно, при снижении и повышении частоты сети.
Высококачественный насос приобретается с учетом долгой длительной работы без поломок — «поставил и запамятовал». Стоимость такового решения, обычно, соответственная. Потому верным решением будет принять меры для защиты насоса от вероятных конфигураций характеристик электронной сети. К одному из вариантов относится подключение насоса к устройству, осуществляющему контроль и регулирование напряжения — стабилизатору. Стабилизатор подбирается по мощности с 20-30% припасом. Припас нужен с учетом более высочайшей потребляемой мощности в момент каждого включения электродвигателя. Более широкие способности защиты насоса производят блоки управления с частотным регулированием.
Еще по теме:
Частотный преобразователь Speedrive
Система автоматического водоснабжения с частотным регулированием Частотник