Преобразователи частоты (ПЧ) используются для привода различного оборудования (конвейеры, компрессоры, вентиляторы и т.д.), но в данной статье мы разберем только технические аспекты выбора ПЧ для насосного оборудования и приведем два конкретных примера.
В “насосных” сериях преобразователей частоты производитель уже сделал основной выбор за клиента — модели оптимально подходят по диапазону регулирования частоты и мощности, входному и выходному напряжению, количеству выходных сигналов, току перегрузки и необходимым защитам.
Подбор преобразователя частоты по мощности двигателя — скользкий путь.
Многие производители уже в названии модели преобразователя указывают его номинальную мощность. Это касается как однофазных, так и трехфазных моделей. Например, в обозначениях моделей линейки Ermangizer мощность указывается в конце наименования - популярная модель ER-G-220-02-1,5 рассчитана на насосы номинальной мощностью до 1,5 кВт.
На первый взгляд все очень просто. Зная мощность своего насоса можно подобрать частотный привод только по одному названию. При этом:
Однако мы бы хотели предостеречь от такого простого подхода к подбору ПЧ, так как при подборе оборудования по мощности возможны ошибки!
Применительно к насосам задача не такая простая, как может показаться. Подвох заключается в том, что различные производители насосов могут указывать в документации различную мощность.
Большинство импортных производителей указывают номинальную мощность (так называемую Р2), по которой, во многих случаях, можно корректно производить подбор ПЧ.
Другие производители указывают в документации потребляемую мощность (так называемую Р1), собственно ту электрическую мощность за которую придется рассчитываться по счетчику (например так поступает завод «Промэлектро-Харьков», выпускающий популярные насосы Водолей). А разница между Р1 и Р2 может запросто достигать 30%. По какой подбирать? Ориентируясь на P1 вы выбираете ПЧ с более высокими характеристиками, чем вам необходимо, что приводит к переплате.
К сожалению, грамотность заполнения технической документации у многих насосов страдает. Часто и сами продавцы не понимают разницу между номинальной и потребляемой мощностью. Поэтому неудивительно, что в технических каталогах и документации на насосы иногда указывается просто “мощность”. Ориентируясь на такую безымянную мощность легко ошибиться с выбором.
Подбор преобразователя частоты по току двигателя — верный путь.
Если формально подойти к выбору ПЧ по номинальной мощности может получиться так, что ПЧ будет подобран впритык, без какого-либо запаса. Это связано с тем, что все преобразователи частоты имеют ограничения по току двигателя.
У насосной техники есть один малоизвестный нюанс — разные типы насосов при одной и той же номинальной мощности имеют разные значения потребляемого тока. Например, у погружных насосов ток двигателя заметно превышает ток поверхностных насосов той же мощности, что связано с различиями в их конструкции.
Например:
- У поверхностного насоса Grundfos CR 5-9 (номинальная мощность 1,5 кВт, питание 3x400 В) потребляемый ток двигателя составляет 3,15 А.
- У погружного насоса Grundfos SP 5A-17 (номинальная мощность 1,5 кВт, питание 3x400 В) потребляемый ток двигателя составляет 4,2 А.
Как видно, потребляемый ток у погружного двигателя выше на 30%! Значения, конечно, могут колебаться в зависимости от многих факторов (количества ступеней насосной части, производителя двигателя и т.д.), но факт остается фактом.
На практике это приводит к тому, что подбор ПЧ по мощности для поверхностного насоса окажется правильным, в то время как такой же подход для погружного (особенно скважинного) насоса окажется неприменимым. При эксплуатации будет возникать перегрузка по току (Overload).
Для скважинных насосов немаловажным фактором является сечение силового кабеля. В виду значительной длины силового кабеля его сечение должно быть выбрано таким образом, чтобы общие потери по длине находились в пределах 3-4%. Да, эти проценты допустимы, но они тоже вносят свой вклад в увеличение потребляемого двигателем тока!
Необходимо также учесть, что ток двигателя, указанный в документации на насос, не всегда совпадает с фактическим (при эксплуатации). Кроме того, характеристики двигателя могут незначительно изменяться с течением времени.
Почему еще лучше ориентироваться на ток двигателя.
У импортных однофазных насосов ток часто приводится под стандарт напряженияв 230 В, в то время как у нас до 2014 года в сети стандартным напряжением являлось напряжение 220 В.
ГОСТ — это хорошо, но это еще не значит, что в вашей сети есть стабильное напряжение в 220 В. А чем ниже питающее напряжение, тем выше ток двигателя!
Приведем конкретный пример, показывающий зависимость тока двигателя от напряжения в сети.
| Погружной 4" двигатель Grundfos MS 4000, номинальной мощностью 2,2 кВт | |
|---|---|
| Номинальное напряжение: | Номинальный ток двигателя: |
| 1 x 220 В | 14,6 А |
| 1 x 230 В | 14,0 А |
| 1 x 240 В | 13,2 А |
Двигатели насосов имеют допуск на колебания напряжения в сети, чаще всего он находится в пределах от +6% до -10% от номинального значения. При частых перепадах, пониженном или повышенном напряжении рекомендуется установить стабилизатор напряжения.
Можно выбрать модель и с большим запасом, но это просто приведет к удорожанию вашей покупки.
Подбор преобразователя частоты на конкретных примерах:
Разберем два примера подбора ПЧ для скважинных однофазных насосов, причем в первом случае производитель насоса указывает в документации номинальную мощность двигателя, а во втором случае потребляемую мощность.
Перед разбором примеров приведем сравнительную таблицу наиболее известных однофазных “насосных” преобразователей частоты:
| Модель преобразователя: | Мощность двигателя: | Номинальный ток: |
|---|---|---|
| Sirio Entry 230 | до 1,5 кВт | до 10 А |
| ERMANGIZER ER-G-220-02-1,0 | до 1,0 кВт | до 6,5 А |
| ERMANGIZER ER-G-220-02-1,2 | до 1,2 кВт | до 8,5 А |
| ERMANGIZER ER-G-220-02-1,5 | до 1,5 кВт | до 10 А |
| ERMANGIZER ER-G-220-02-2,2 | до 2,2 кВт | до 16 А |
| ACTIVE DRIVER PLUS М/М 1,1 | до 1,1 кВт | до 8,5 А |
| ACTIVE DRIVER PLUS М/М 1,5 | до 1,5 кВт | до 11 А |
| ACTIVE DRIVER PLUS М/М 1,8 | до 1,8 кВт | до 14 А |
Пример №1
Исходные данные — скважинный насос AquarioASP 1.5C-120-75 со следующими характеристиками: номинальная мощность двигателя (Р2) 1,1 кВт, напряжение питания в сети 1x230 В, ток двигателя 8 А.
С учетом 10% запаса по току необходимо подобрать однофазный ПЧ с рабочим током не менее 8,8 А.
Из линейки однофазных преобразователей подходят следующие модели:
- SirioEntry 230 (рабочий ток двигателя до 10,5 А)
- ERMANGIZER ER-G-220-02-1,5 (рабочий ток двигателя до 10 А)
- ACTIVE DRIVER PLUS М/М 1,5 (рабочий ток двигателя до 11 А)
Обратите внимание, что модели ERMANGIZER ER-G-220-02-1,2 и ACTIVE DRIVER PLUS М/М 1,1, которые формально подходят по мощности (1,1 кВт), лучше не выбирать, так как рабочий ток у них составляет всего 8,5 А. Данные модели не обеспечивают необходимо го запаса, что может стать причиной остановок по перегрузке.
Пример №2
Исходные данные — скважинный насос Водолей БЦПЭ 0,5-80, имеющий следующие характеристики: потребляемая мощность (Р1) 1,63 кВт, напряжение питания в сети 1x220 В, ток двигателя 7,5 А.
С учетом 10% запаса по току необходим однофазный ПЧ с рабочим током не менее 8,25 А.
Из линейки однофазных преобразователей подходят следующие модели:
- SirioEntry 230 (рабочий ток двигателя до 10,5 А)
- ERMANGIZER ER-G-220-02-1,2 (рабочий ток двигателя до 8,5 А)
- ACTIVE DRIVER PLUS М/М 1,1 (рабочий ток двигателя до 8,5 А)
Очевидно, что на самом деле насосу подходят ПЧ рассчитанные примерно на 1,1 кВт. Подбирая ПЧ под мощность в 1,63 кВт пришлось бы выбирать более мощную и, следовательно, более дорогую модель.
Ничего сложного в выборе преобразователя частоты нет, необходимо лишь внимательно отнестись к цифрам из технической документации производителя.
