Organización del suministro automático de agua mediante convertidor de frecuencia.

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En el artículo hablaremos sobre cómo organizar un suministro de agua automático utilizando un convertidor de frecuencia. Considere la elección del convertidor, la composición del sistema de automatización, posibilidades adicionales para monitorear, controlar y proteger el motor de la bomba asíncrona..

Usar convertidores de frecuencia para controlar una bomba

Es posible lograr un suministro de agua efectivo y, al mismo tiempo, garantizar la máxima protección del motor de la bomba solo con el uso de tecnología de convertidor especializada basada en un inversor de voltaje autónomo. Esta solución le permite organizar la automatización del suministro de agua ininterrumpido, utilizado tanto para sus propias necesidades como para las necesidades industriales..

Independientemente del propósito para el que se utilice la bomba (pozo, bombeo, autocebado, etc.), casi todos los motores utilizados en ellos se pueden dividir en dos tipos: motores asíncronos monofásicos y trifásicos. Dependiendo del motor de accionamiento utilizado en la bomba, se selecciona el convertidor requerido..

Que es el convertidor

Esta es una unidad eléctrica que convierte la energía eléctrica de la red de acuerdo con la tarea entrante y emite un voltaje ajustable al motor en el rango de 0 a 220 V o de 0 a 380 V con una frecuencia de 0 a 120 Hz o más. Dentro del convertidor hay:

  1. Puente de Larionov no controlado o semi controlado, que proporciona rectificación de la tensión de red, construido sobre una base semiconductora de diodos o tiristores.
  2. Enlace de condensador, suavizando el voltaje recibido.
  3. Clave para restablecer la tensión de frenado regenerativo.
  4. Inversor de voltaje autónomo basado en interruptores IGBT, que proporciona voltaje alterno de un valor y frecuencia determinados.
  5. Sistema de control por microprocesador responsable de todas las operaciones en el inversor y la protección del motor..

Usar convertidores de frecuencia para controlar una bomba Estructura típica de un convertidor de frecuencia trifásico basado en un inversor de tensión autónomo

Criterios de selección del convertidor

Lo primero a considerar es la correspondencia del convertidor con el tipo de red de suministro (220 V o 380 V). El segundo es la correspondencia de la potencia del convertidor a la potencia del motor, mientras que es deseable tener un pequeño margen de potencia nominal para el convertidor comprado (en promedio de un 20-50%), lo que garantizará el funcionamiento si es necesario encender y apagar el sistema con frecuencia, así como en diversas situaciones de emergencia..

Para facilitar la puesta en servicio, el convertidor debe tener una pantalla de control. La mayoría de los convertidores modernos que ya están en la configuración básica tienen bloques incorporados para procesar señales discretas y analógicas, lo que en el futuro permitirá construir un pequeño sistema de automatización sobre su base, si no están allí, debe solicitarlos..

Usar convertidores de frecuencia para controlar una bomba Una de las posibles opciones para el diseño de los terminales utilizados para conectar señales discretas y analógicas al convertidor

Lo principal que debe proporcionar la bomba es mantener la presión establecida en el sistema a un caudal de agua suministrada que cambia constantemente. Al mismo tiempo, una ligera disminución en la velocidad de rotación de la parte de bombeo de la bomba, realizada por el convertidor, ya que la bomba opera con un tipo de carga «ventilador», conduce a una reducción más significativa del par electromagnético requerido y, como consecuencia, a una disminución de los costos de energía..

Equipo adicional para organizar el suministro automático de agua.

  1. Sensor de presión analógico.
  2. Botones de arranque y parada del sistema.
  3. Sensor de temperatura del agua (para bombas sumergibles).
  4. Entrada de fusibles rápidos.
  5. Contactor de salida.
  6. Choke de entrada y salida (a baja potencia es posible no instalar).

Usar convertidores de frecuencia para controlar una bomba

Los botones «Start» y «Stop» están conectados a las entradas discretas del convertidor y en el proceso de configuración adquieren las propiedades necesarias en el software. El sensor de presión analógico está conectado a la entrada analógica correspondiente en el panel del convertidor y está parametrizado para establecer la velocidad del motor de la bomba..

Cómo funciona la automatización

Después de presionar el botón «Inicio», el convertidor enciende automáticamente el contactor de salida y, de acuerdo con las lecturas del sensor de presión, enciende el motor de la bomba. Luego, lleva suavemente su velocidad a la requerida para mantener la presión dada..

En el caso de que el convertidor detecte una emergencia o cuando se presione el botón «Stop», el convertidor con la intensidad requerida, según la situación, reduce la velocidad de rotación del motor al mínimo y apaga el contactor.

Usar convertidores de frecuencia para controlar una bomba

Un sensor de temperatura del agua para bombas de pozo es necesario para el control indirecto de la temperatura de la bomba, ya que el uso de un transductor reduce la cantidad de flujo de agua y, como resultado, perjudica el enfriamiento. Este control puede pasarse por alto si se garantiza que la temperatura del agua no superará los 15-16 grados Celsius..

Si hay un sensor de temperatura incorporado en el motor, debe conectarse a la entrada correspondiente en el convertidor, esto garantiza una protección del 100% del motor contra el sobrecalentamiento durante el funcionamiento..

Lo que necesita saber al ensamblar un circuito y configurar un convertidor

Es necesario leer atentamente las instrucciones de la bomba y el convertidor. Al configurar el sistema, será necesario anotar información sobre la velocidad nominal del motor, su potencia, corriente nominal, voltaje y frecuencia de la red de suministro, los tiempos óptimos de aceleración y desaceleración, la sobrecarga permisible del motor en el arranque y durante el funcionamiento..

Deberá definir las funciones de las entradas y salidas analógicas y digitales para controlar el contactor. Después de eso, seleccione la ley de control, en este sistema: U / F o control vectorial. Después de eso, será necesario activar la parametrización automática, durante la cual el propio convertidor determinará la resistencia de los devanados del motor, calculará todos los parámetros necesarios para crear su modelo matemático.

Todos los ajustes necesarios en los convertidores digitales modernos se pueden realizar mediante un panel de control con una pantalla de cristal líquido. Varios modelos de convertidores se suministran con un software especial, instalado en una computadora personal, puede comunicarse con el sistema de control a través del puerto USB o COM.

Usar convertidores de frecuencia para controlar una bomba Panel de control del convertidor

Es importante conectar correctamente todos los componentes del sistema de automatización y el motor. La mayoría de los convertidores tienen una fuente de alimentación de 24 V incorporada que se puede utilizar para esquemas e indicación de funcionamiento del sistema mediante salidas digitales y lámparas LED.

Ventajas de usar el convertidor del sistema: motor de bomba

Con la configuración correcta del convertidor, monitorea la presión en el sistema de suministro de agua y lo protege de exceder la presión establecida.

El propio convertidor enciende el motor de la bomba y lo hace girar a una velocidad a la que, de acuerdo con el consumo de agua, se mantiene la presión requerida, generalmente esta velocidad es menor que la nominal, ahorrando energía. La aceleración del motor tiene lugar en el tiempo especificado durante la puesta en servicio (a lo largo de la llamada rampa), esta opción permite no solo reducir la corriente de arranque en el sistema y, como resultado, la sobrecarga del motor, sino también minimizar la carga en la parte mecánica, extendiendo así la vida útil de la bomba y reduciendo el gasto excesivo. electricidad.

Solo con la ayuda del convertidor puede utilizar de forma eficaz bombas con un motor asíncrono trifásico cuando se alimentan desde una fuente de alimentación doméstica de 220 V.

La protección incorporada en el convertidor monitorea constantemente la corriente consumida por el motor, su velocidad de rotación y temperatura, lo que permite proteger contra cortocircuito, pérdida de fase de suministro, atasco de la parte mecánica, sobrecarga y sobrecalentamiento..

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