Falownik do pompy - na co zwrócić uwagę przy wyborze?

Dobór odpowiedniego falownika do aplikacji jest nie lada wyzwaniem, szczególnie gdy mamy do zaprojektowania aplikację, z którą nie mieliśmy wcześniej styczności. Przy wyborze falownika do pompy lub wentylatora trzeba wziąć bardzo dużo składowych, aby finalnie stworzony system był nie tylko w pełni funkcjonalny, ale także bezpieczny i energooszczędny. Dlatego postaraliśmy się w jednym miejscu wypunktować rzeczy, nad którymi warto zatrzymać się i zastanowić chociaż przez chwilę.  

Charakterystyka pracy pompy i wentylatora 

Na samym początku warto zapoznać się z charakterystyką pracy pompy lub wentylatora. W tego typu układach mamy do czynienia ze zmiennym momentem obciążenia w czasie. Co to dokładnie oznacza? W zależności od wartości prędkości obrotowej (podaną np. w Hz) będziemy mogli odczytać inną wartość momentu. Jeśli nanieślibyśmy odczytane dane na wykres M(f), otrzymamy charakterystykę kwadratową, taką jak na rysunku poniżej:

Im bardziej charakterystyka sterowania zaimplementowana w przemienniku jest zbliżona do charakterystyki pracy urządzenia tym lepiej. Falownik dzięki temu zużyje mniej energii na sterowanie, a tym samym pobierze jej mniej z sieci. Jest to jedno z kilku rozwiązań, dzięki którym zmniejszysz rachunki za prąd.  

Widoczna charakterystyka na wcześniej przedstawionym rysunku została zaimplementowana w falownikach skalarnych, które są właśnie dedykowane do pomp, wentylatorów, transporterów, czyli wszędzie tam, gdzie występuje zmienny moment w czasie.

Tani falownik skalarny do niewymagających aplikacji? 
Niewielkie wymiary, wielkie możliwości - tak! To możliwe. 
>> POZNAJ FALOWNIK EL1000 <<

Moc i prąd silnika pompy

W przypadku doboru mocy falownika do pompy, wentylatora lub kompresora postępujemy jak przypadku większości aplikacji falownik-silnik. W pierwszej kolejności powinniśmy ustawić jakim napięciem będziemy zasilać nasz falownik: czy to będzie 230VAC czy może 400VAC. Warto wziąć to pod uwagę przy odczytywaniu parametrów znamionowych silnika, ponieważ dla różnego napięcia zasilania moc i prąd silnika będzie różny. Mały szczegół – a niezwrócenie na niego uwagi może kosztować nas błędne dobranie falownika.  

Jeśli mamy już ustalony prąd zasilania naszego falownika do sterowania pompą z tabliczki znamionowej moc silnika oraz jego prąd znamionowy.

Przykład: Silnik z tabliczki znamionowej przedstawionym za zdjęciu poniżej będziemy sterować falownikiem zasilanym jednofazowo 230V. Dla jednofazowego zasilania uzwojenia silnika powinniśmy połączyć w trójkąt. Przy takim połączeniu znamionowy prąd silnika będzie równy 2,56A. W Polsce obowiązująca częstotliwość sieci to 50Hz - zasilanie taką wartością częstotliwości sprawi, że nasz silnik z przykładu będzie posiadał moc 0,55kW.

Jak zwiększyć żywotność pompy dzięki falownikowi?

W przypadku aplikacji pompowych i wentylatorowych ważne są dodatkowe zabezpieczenia, które uchronią przed nieprawidłowym działaniem aplikacji. Niestety, bardzo duża ilość aplikacji w Polsce jako jedyne zabezpieczenie i źródło sterowania posiada zainstalowany bezpiecznik silnikowy. Poniżej znajduje się kilka z nich, które mogą zabezpieczyć tego typu aplikacje, zwiększyć żywotność silników oraz wygenerować oszczędności poprzez zmniejszenie poboru energii elektrycznej. 

Zabezpieczenia wbudowane w falownik

Zastosowanie falownika do pompy zapewni kompleksową kontrolę. Największą zaletą jest to, że falownik zapewni stałe ciśnienie, niezależnie od poboru wody. Wbudowane w falownik zabezpieczenia zabezpieczą silnik pompy przed przeciążeniem, niedociążeniem, niskim/wysokim napięciem, zanikiem fazy i wiele więcej. Wyeliminuje również wystąpienie najczęstszej usterki pompy, czyli tzw. suchobiegu.

Lotny start

Wentylator posiadający duże łopatki charakteryzuje się dużą inercją. Wyhamowanie takiej aplikacji własną bezwładnością zajmie dłuższą chwilę czasu. A co jeśli zajdzie potrzeba uruchomienia wentylatora, który posiada już pewną prędkość? Tutaj z pomocą przychodzi właśnie funkcja lotnego startu. Falownik przed rozpoczęciem zadawania częstotliwości sprawdza kierunek i częstotliwość wentylatora i dopiero po tym rozpoczyna zadawanie częstotliwości.

Lotny start sprawdzi się również w falownikach użytych do sterowania pompą. W tego typu aplikacjach wyeliminujemy uderzenia hydrauliczne poprzez łagodne uruchomienie silnika.

Regulator PID

Użycie regulatora PID w aplikacjach pompowych lub wentylatorowych może wiązać się z kolejnymi korzyściami – nie tylko w kwestiach mechanicznych, zabezpieczających, ale także ekonomicznych ze względu na oszczędności użycia. Do poprawnej implementacji PID należy mierzyć wartość wyjściową, np. ciśnienia w układzie, a następnie czujnik ten podłączamy do wejścia analogowego (0-10V lub 4-20mA). W falowniku ustawiamy wartość ciśnienia, jaką falownik ma utrzymywać na wyjściu. Taka funkcja zautomatyzuje pracę falownika. Jeśli ciśnienie będzie zbyt wysokie - falownik zmniejszy częstotliwość, a jeśli zbyt niskie to zwiększy.

Z regulatorem PID w falownikach do pomp i wentylatorów często jest związania funkcja uśpienia, która ma za zadanie wyłączyć pompę, jeśli np. ciśnienie utrzymuje się na stałym poziomie przez zaprogramowany czas. Falownik cały czas dokonuje pomiarów i jeśli zajdzie potrzeba ponownego regulowania rozpoczyna pracę.

Środowisko pracy

Miejsce, w jakim będzie pracował falownik, może mieć znaczny wpływ na wybrany model urządzenia. Dlaczego? Falowniki do pomp będą znajdować się w środowisku narażonym na wilgoć, wodę. Znaczna większość urządzeń na rynku posiada IP20, a ten stopień ochrony nie uchroni urządzenia przed czynnikami zewnętrznymi takimi jak pył, kurz czy wilgoć.

Do ekstremalnych warunków tego typu jest niezbędny falownik ze zwiększonym stopniem ochrony np. IP65 – ochrona pyłoszczelna i ochrona przed strugą wody laną z każdej strony na obudowę.

 

Potrzebujesz falownika do pompy ze stopniem ochrony IP65?
Zobacz Elmatic z serii EDS, który został stworzony do tego typu aplikacji
>> ZOBACZ TUTAJ << 

Poszerz perspektywy rozwoju obiektu

Przemienniki częstotliwości to nie tylko łagodna zmiana częstotliwości i zwiększone bezpieczeństwo aplikacji. To także dodatkowe funkcjonalności pozwalające skomunikować pompy, wentylatory czy silniki elektryczne ze sterownikami dostępnymi na obiekcie, np. ze sterownikiem PLC. Dodatkowa kontrola nad urządzeniami, o których wcześniej nie wiedzieliśmy nic pozwoli na poznanie wydajności poszczególnych etapów aplikacji czy procesu uzdatniania wody. 

Wysłanie takich danych (prędkość obrotowa, częstotliwość pracy, czas pracy, pobierany prąd) właśnie do sterownika PLC pozwoli na wysłanie ich do nadrzędnego systemu sterowania, np. do SCADY lub do chmury, dzięki której z każdego miejsca na świecie będziemy mogli obserwować poprawność działania. Obserwacja takich parametrów daje też możliwość przewidzenia postoi czy ewentualnych modernizacji. W przypadku pomp zaobserwujemy większy pobór prądu przy stałej częstotliwości, co może wiązać się np. z jej zużyciem mechanicznym. 

Komunikacja z całym systemem sterowania pozwoli na powiadomienie o ewentualnej awarii poprzez wysłanie, np. SMSa do odpowiednich osób. To skróci czas reakcji, naprawy oraz postoju. 

Podsumowanie

Wymienione czynniki są wskazówkami, które mogą być pomocne podczas wyboru falownika do pompy lub falownika wentylatora. Każda aplikacja, szczególnie taka o nietypowych warunkach pracy lub wygórowanych wymaganiach klienta, wymaga indywidualnego podejścia i rozważania.

Jeśli mierzysz się właśnie z doborem falownika do swojej aplikacji pompowej czy wentylatorowej, a ilość informacji w Internecie przyprawia Cię o ból głowy, skontaktuj się z naszymi specjalistami na sterowniki@elmark.com.pl lub poczytaj więcej klikając w zdjęcie poniżej: