Шафа управління з частотним керуванням призначена для контролю та управління асинхронними двигунами одного типорозміру. Стандартна лінійка передбачає можливість виготовлення шаф для управління від 1 до 6 електродвигунів.
Використання частотного керування забезпечує:
- економію енергії
- ступінчасте регулювання
- точне збереження заданих параметрів системи
- мінімальні втрати при роботі двигуна.
Застосування
- системи холодного і гарячого водопостачання;
- технічне водопостачання;
- опалення;
- свердловинне використання;
- вентиляція;
- кондиціювання.
Шафа управління з частотним керуванням (один перетворювач): Принцип роботи
Шафа керування має два режими керування – Ручний і Автоматичний. Вибір режиму здійснюється користувачем. У ручному режимі керування насосами здійснюється на передній панелі шафи кнопками «Пуск / Стоп» відповідного насоса з відображенням індикації стану. У автоматичному режимі – з сигналів зовнішніх датчиків. Принцип роботи шафи базується на схемі каскадного включення електродвигунів за сигналом від зовнішнього датчика зворотного зв’язку (тиск, витрати, температура, рівень, перепад тиску і т. д.).
Автоматичний режим
Розглянемо принцип автоматичного режиму на прикладі установок підвищення тиску. Сигнал від датчика тиску порівнюється з фіксованим значенням перетворювача частоти. Неспівпадіння між цими сигналами визначає частоту обертання крильчатки насоса.
На початку роботи обирається основний насос на підставі оцінки часу мінімальної напрацювання. Основний насос – це насос, який в даний момент працює від перетворювача частоти. Додаткові та резервні насоси підключаються безпосередньо до мережі живлення або через пристрій плавного пуску (серія шаф з м’якими пускачами). В шафах керування передбачено вибір кількості робочих / резервних насосів з панелі частотного перетворювача. Перетворювач частоти підключається до основного насосу та починає роботу. Частотно-регульований насос завжди запускається першим.
Після досягнення певної частоти обертання крильчатки насоса, пов’язаної із зростанням витрати води в системі, в роботу включається наступний насос. І так до тих пір, поки тиск в системі не досягне заданого значення.
Для вирівнювання ресурсу електродвигунів за часом реалізована функція зміни послідовності підключення електродвигунів до перетворювача частоти, можливість для користувача змінювати час перемикання. Час перемикання насосів можна змінювати в меню перетворювача частоти. У шафі реалізовано взаємне резервування насосів.
Під час перехідного процесу при запуску додаткового насоса для зменшення гідроудару спостерігається зниження швидкості основного насоса. Під час перехідного процесу при зупинці додаткового насоса для зменшення гідроудару спостерігається збільшення швидкості основного насоса. Перетворювач частоти забезпечує регулювання та плавний запуск лише того електродвигуна, який підключений безпосередньо до нього, інші електродвигуни запускаються безпосередньо від мережі.
Якщо використовуються електродвигуни великої потужності, рекомендується запускати додаткові електродвигуни через м’які пускачі для зменшення пускових струмів, обмеження гідроударів та збільшення загального ресурсу насоса. У цьому випадку слід використовувати шафу управління з перетворювачем частоти та м’якими пускачами.
Функція “СПЛЯЧИЙ РЕЖИМ”
Ця функція оптимізує роботу шафи управління з частотним керуванням. Якщо тиск в системі досягнув заданого значення і не змінюється протягом певного часу (немає витрати), і працює лише один насос з мінімальною продуктивністю, то перетворювач частоти зупиняє насос і переходить в “сплячий режим”. Це скорочує споживання електроенергії та зменшує знос обладнання. Якщо тиск в системі стає менше заданого, то перетворювач частоти виходить з “сплячого режиму” і продовжується звичайна робота.
Аварійні ситуації
- Обрив або втрата сигналу датчика тиску. При відсутності сигналу від датчика тиску відбувається зупинка всіх насосів, після чого перетворювач частоти виводить один з насосів на задану частоту (можливість зміни користувачем).
- Аварія перетворювача частоти. У випадку аварії перетворювача частоти відбувається зупинка всіх працюючих електродвигунів, відбувається запуск одного з насосів безпосередньо в мережу без регулювання. При виборі опції “Блок підключення реле тиску для роботи при аварії перетворювача частоти” шафа керування буде здійснювати каскадне включення та вимикання вказаної кількості насосів за сигналами реле тиску.
- Аварія робочого насоса. У автоматичному режимі в разі несправності основного насоса шафа автоматично включить в роботу резервний, а на передній панелі шафи загориться лампа “Аварія” відповідного насоса.
Серія з м’якими пускачами
Шафи управління з м’якими пускачами призначені для плавного запуску та зупинки електродвигунів 3х380В. Пусковий струм при прямому включенні в 6-7 разів перевищує номінальний, тоді як плавний запуск є бережливим для електродвигуна і механізму. При цьому пусковий струм вищий за номінальний в 2-3 рази, що дозволяє суттєво зменшити знос насосів, уникнути гідроударів та зменшити навантаження на мережу під час запуску.
Прямий пуск є основним фактором, що призводить до передчасного зносу ізоляції та перегріву обмоток електродвигуна і, відповідно, зменшення його ресурсу в кілька разів. Реальний термін експлуатації електродвигуна в більшій мірі залежить не від часу напрацювання, а від загальної кількості запусків. Правило Монцингера показує скорочення життєвого циклу електродвигуна через постійне перевищення температури в його обмотках.
Модифікація з двома вводами живлення
У випадку установки шафи управління на об’єктах I (крім особливої групи) і II категорій електропостачання шафа може бути реалізована з живленням від двох незалежних джерел електропостачання (з вбудованим АВР або без). У шафах з вбудованим АВР при обриві, зникненні або неправильній послідовності підключення фаз відбувається автоматичне перемикання з основного вводу на резервний, а при відновленні живлення на основному вводі – зворотне перемикання. На лицевій панелі передбачено вибір основного вводу живлення за допомогою перемикача.
В кінці маркування шафи додається позначення «Б» (наприклад, АПК40-036-54КП-22Б). У шафах управління з двома вводами живлення без вбудованого АВР живлення кожного насоса здійснюється від свого вводу, наприклад, від двох розподільчих панелей. У кінці маркування шафи додається позначення «Б2» (наприклад, АПК40-036-54КП-22Б2).
Дивіться Шафи автоматичного введення резерву (АВР) в розділі Контроль і керування.
ЗБІЛЬШЕННЯ ФУНКЦІОНАЛЬНОСТІ ШАФИ
Є можливість розширити функціонал базової версії шафи за допомогою наступних функцій: диспетчеризація, цифровий передача даних, установка на лицеву панель, кліматичне виконання, опції загального застосування.
Диспетчеризація:
- блок диспетчеризації «Робота» на 1 електродвигун (Перекидний контакт в клемній колодці)
- блок диспетчеризації «Мережа» на один ввод (Перекидний контакт в клемній колодці)
- блок диспетчеризації режиму роботи шафи «Автоматичний» (перекидний контакт в клемній колодці)
- блок диспетчеризації «Аварія преобразователя частоти» (перекидний контакт в клемній колодці)
Цифрова передача даних:
- блок зв’язку по протоколу Modbus RTU;
Для установки на лицеву панель:
- блок виносного пульта м’якого пускача;
- блок виносного пульта преобразователя частоти;
- блок лічильника мотогодин на 1 електродвигун;
- блок Задача (потенціометр на дверях шафи)
- блок вольтметра на 1 ввод.
Для перетворювача частоти:
- блок вихідного дроселя для ПЧ;
- блок підключення гальмівного блоку ПЧ;
- блок підключення зовнішнього цифрового датчика 4-20 мА для шафи з ПЧ;
- блок підключення 2-х аналогових датчиків 4-20 мА (Підтримання перепаду)
- блок підключення реле перепаду тиску на 1 насос;
- блок вибору режимів роботи «День / Ніч»;
- блок підключення реле тиску для роботи насосів при аварії преобразователя частоти.
Опції загального застосування:
- блок підключення датчика РТС на 1 електродвигун;
- блок підключення віддаленого запуску / зупинки шафи в режимі «Авто»;
- блок підключення ключа безпеки на 1 електродвигун;
- блок захисту від сухого ходу 1 електродвигуна.
Ціна вказана за базову комплектацію на 2 насоси по 1,1-1,5 кВт.
