Скважины – один из самых универсальных источников добычи жидкости не только в частных домах, но и в различных отраслях промышленности. Для таких целей используются поверхностные и погружные насосы, отличающиеся друг от друга своим расположением:
- погружной устанавливается непосредственно в жидкую среду,
- поверхностный – на поверхности, при этом добываемая жидкость прокачивается через шланг или трубу.
Скважинное оборудование имеет широкий спектр применения:
- добыча нефти;
- обеспечение водоснабжения муниципальных образований;
- производственные процессы;
- реализация потребностей граждан, имеющих в своем распоряжении частные дома.
Электродвигатель является основным звеном всей конструкции водозабора. Большинство насосных агрегатов питаются от этого устройства. Прежде всего, необходимо обеспечить его надлежащее функционирование и бесперебойную работу. Привод большую часть времени работает с постоянной скоростью при номинальных параметрах, что приводит к чрезмерному энергопотреблению. Поэтому основной задачей является разработка оборудования для снижения потребления электроэнергии. Одним из наиболее эффективных устройств на сегодняшний день является преобразователь частоты.
Суть преобразователя частоты заключается в том, что при использовании совместно с электроприводом насоса он автоматически регулирует скорость вращения, обеспечивая тем самым стабильное давление жидких сред внутри системы. Следует отметить, что благодаря преобразователю частоты становится возможным плавный запуск/остановка насоса, что значительно снижает риск получения гидравлического удара. При использовании преобразователя частоты для скважинного насоса повышается защита электропривода и увеличивается срок службы оборудования.
Функции, выполняемые частотными преобразователями для скважинного насоса:
- Оптимизация и автоматизация управления водозабором с поддержкой заданных параметров.
- Снижение эксплуатационных расходов при использовании частотного электропривода (за счет контроля и поддержания давления; уменьшения/увеличения подаваемой мощности и количества оборотов в зависимости от характера нагрузки; экономия ресурсов воды, при необходимости, на станции подкачки).
- С помощью каскадной платы, установленной на частотный электропривод, можно управлять несколькими насосами.
- Защита двигателя (можно подключить датчик РТС, который контролирует температуру для корректной работы насоса).
- Оборудован системой плавного пуска/остановки.
- Функция аварийного отключения.
- Увеличение срока службы насосной станции.
Для правильного подбора частотника для скважинного насоса требуется учесть следующие технические параметры:
- характер нагрузки на насос;
- значение номинального тока и мощности устанавливаемого двигателя;
- наличие/отсутствие режима экстренного торможения;
- способ управления электродвигателем (скалярный);
- уровень обеспечиваемой защиты;
- тип двигателя (однофазный, трехфазный).
К вышеперечисленному стоит добавить следующие требования, предъявляемые к частотному преобразователю: массогабаритные характеристики, исполнение, степень пыле- и влагозащиты, пульт управления и т.д.
Мощность и ток нагрузки являются одними из основных параметров при выборе электропривода. Для преобразователя частоты выходная мощность должна быть больше номинальной мощности электродвигателя (разница в значениях должна составлять 10-30%). На выбор частотно-регулируемого привода также влияет тип нагрузки, в зависимости от которого будет выбрана определенная функциональность.Управление частотным преобразователем осуществляется двумя методами: скалярным или векторным.
- Скалярное управление применяется для поддержания на определенном уровне технологического показателя – это может быть давление в водозаборной структуре или температура жидкой среды. Частотные преобразователи со скалярной системой управления регулируют напряжение и частоту в постоянном отношении по всей эксплуатационной шкале скоростей. С помощью оборудования со скалярным методом управления можно контролировать несколько агрегатов. Скалярный частотный преобразователь обычно используется с целью автоматизации насосных установок.
- Основу работы векторного преобразователя частоты составляет математическая модель работы электромотора: вычисляется скорость вращения двигателя, корректируется работа с учетом принятых ранее параметров, тем самым обеспечивая быстродействие системы, точность, глубину регулировки, экономию электричества (нагнетательный агрегат получает электроэнергию в нужном количестве для эксплуатации). Отсутствует функция контроля нескольких двигателей.
Главные защитные функции частотного электропривода это:
- Лимитирование поступающей электроэнергии во время пуска, длительной работы, остановки или замыкания.
- Защита от перепадов напряжения и перегрева.