Применение частотно-регулируемого электропривода для автоматизации насосных станций

Насосная станция - это электрогидравлический технический комплекс сооружений и оборудования, в котором осуществляется преобразование электрической энергии в механическую энергию потока жидкости и управление этим процессом преобразования.

Насосные станции находят широкое применение в жилищно-коммунальном хозяйстве и промышленности. Они характеризуются большим разнообразием функций, схем соединения насосов при совместной работе, регулируемых параметров и другими показателями.

Основным назначением насосных станций является обеспечение:

• эксплуатации при непрерывно изменяющихся объемах, режимах потребления жидкости и изменяющемся составе потребителей;
• требуемого графика подачи жидкости для нормальных и аварийных условий;
• требуемой надежности, то есть степени бесперебойной работы;
• удобства эксплуатации в результате применения автоматики.

Одним из основных элементов насосных станций стал в настоящее время частотно-регулируемый электропривод. Он позволяет плавно регулировать частоту вращения электродвигателя насоса и поддерживать давление в гидросистеме при разных расходах перекачиваемой жидкости. При малых расходах жидкости двигатель насоса вращается с малой скоростью, необходимой только для поддержания номинального давления. При увеличении расхода жидкости преобразователь увеличивает частоту вращения, повышая производительность насоса при сохранении заданного давления.

На рис. 1 показана функциональная схема регулирования асинхронного двигателя насоса с использованием преобразователя частоты VFD-F фирмы Delta Electronics.

Рис. 1. Схема управления насосом

На входы преобразователя подаются сигнал задания давления и сигнал с датчика давления, являющегося сигналом обратной связи. Отклонение между реальным и заданным значениями давления преобразуется с помощью ПИД-регулятора в сигнал задания частоты вращения двигателя. Под воздействием сигнала задания преобразователь стремится привести разность между заданным и реальным значением к нулю. Таким образом поддерживается заданное давление вне зависимости от расхода.

Благодаря тому, что современный частотный преобразователь имеет функции ПИД-регулятора, программируемого логического контроллера, для решения задачи управления насосом необходим только датчик давления. Остальные средства автоматики служат для сбора информации и в качестве человеко-машинного интерфейса.

Литература.

1. Белов М.П. Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов.