Одно из распространенных применений асинхронных двигателей — насосы и насосные станции, активно используемые в производствах, где требуется перекачивание рабочих жидкостей, и решающие важные технологические задачи. Надежность и экономичность насосных установок серьезно влияют на показатели эффективности производства и в свою очередь зависят от качества управления их работой. Как выбрать оптимальную схему управления для двигателей насосов и насосных станций, говорим сегодня.
Прежде всего, надо понять, как можно запускать двигатели и управлять ими. Условно по способам управления их можно разделить на три вида.
ПРЯМОЙ ПУСК
Прямой пуск применяется в основном для маломощных двигателей — простой и надежный способ.
Для двигателей средней и большой мощности с тяжелыми условиями запуска необходимо ограничивать пусковой ток, поэтому для них используют пуск по схеме «звезда-треугольник».
При схеме «звезда–треугольник» двигатель должен быть таким, чтобы номинальное напряжение питания при включении его обмоток «треугольником» было 380 В. В этом случае двигатель запускается в два шага. На шаге разгона обмотки включаются «звездой».
Таким образом, получается, что 380 В подается на схему, которая для нормальной работы требует напряжения около 660 В. Так как двигатель в «звезде» работает при пониженном напряжении, разгон (выход на рабочие обороты) получается относительно плавным.
На втором шаге обмотки включаются «треугольником», и двигатель выходит на свою номинальную мощность. Минус этого способа — разгон получается ступенчатым, а пусковые токи все же могут принимать большое значение в сравнении с пуском от УПП или ЧРП.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ УСТРОЙСТВ ПЛАВНОГО ПУСКА
На электроприводе насосных агрегатов при пуске с повышенным моментом и резкой остановке насосных установок в сети возникают гидравлические удары, которые могут повредить запорно-регулирующую арматуру, контрольно-измерительные приборы, трубопровод. Плавный пуск и остановка агрегатов позволяет избежать этих проблем, обеспечить это может устройство плавного пуска (УПП). Устанавливать УПП следует на двигателях средней и большой мощности. Но надо помнить, что устройства в лучшем случае снижают пусковой ток в 2,5 раза.
При более высоких требованиях к пусковым токам двигателей и/или наличии переменной нагрузки необходимо использовать преобразователь частоты.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ
Преобразователь частоты, помимо преимуществ УПП, обладает еще рядом полезных возможностей:
1. Каскадный режим работы. При запуске частотный преобразователь регулирует сначала двигатель одного насоса, пытаясь достичь заданного давления. Если производительности первого насоса не хватает, то ЧРП, управляя контакторами двигателей, отключает двигатель первого насоса от преобразователя, затем немедленно подключает его к сети и работает на полную мощность. В то же время, включается контактор, питающий второй насос от преобразователя частоты. Сам преобразователь частоты начинает отрабатывать пуск двигателя: выполняется плавная раскрутка и вход в режим регулирования. Таким образом, суммируя мощности двигателей, получаем широкий диапазон регулирования параметров системы.
2. Рассмотренная схема позволяет подключать три, четыре и более насосов, без использования внешних логических контроллеров.
3. Возможность использования схем с переключением насосов. Это помогает уменьшить износ оборудования и выполнять одинаковую наработку часов оборудования. Кроме того, схема с переключением насосов легко позволяет вводить аварийный резерв, так как все насосы постоянно находятся в рабочем и готовом состоянии.
Использование частотно регулируемых приводов — это наиболее совершенное техническое решение настоящего времени. Поэтому они активно внедряются как при новом строительстве промышленных объектов, так и при реконструкции существующего производства. Последнее особенно актуально для нашей страны, так как оборудование многих производств устарело и требует замены двигателей или их модернизации посредством установки ЧРП.
Как правило, установка ЧРП себя оправдывает, тем не менее, его выбор к применению должен быть обоснован, так как цена ЧРП может превышать стоимость самого двигателя в разы.
В следующей статье мы рассмотрим несколько видов защит, которые требует двигатель.