VLT AQUA Bộ chuyển đổi tần số Drive cho các đơn vị máy bơm

Trong các cơ sở lắp đặt máy bơm hiện đại, phổ biến nhất là ổ điện có điều khiển tần số. Cơ sở của loại ổ đĩa này là bộ chuyển đổi tần số bán dẫn. Đầu tiên bộ chuyển đổi tần số bán dẫn bắt đầu được sử dụng trong các đơn vị bơm vào cuối những năm 1960.

Danfoss là một trong những người đầu tiên sử dụng bộ chuyển đổi tần số bán dẫn trong truyền động của các thiết bị ly tâm. Đây là công ty đầu tiên trên thế giới (từ năm 1968) sản xuất một loạt bộ biến tần được sử dụng trong lắp đặt máy bơm.

Sử dụng nhiều năm kinh nghiệm trong việc sử dụng bộ biến tần trong nhánh công nghệ này, công ty đã tạo ra một loạt bộ biến tần VLT AQUA Drive nhằm mục đích sử dụng trong việc lắp đặt máy bơm của hệ thống cấp nước và nước thải. Bộ biến đổi truyền động VLT AQUA được sản xuất cho các truyền động từ 0,37 kW đến 1400 kW.

Hệ số công suất của bộ chuyển đổi cũng khá cao (cosphi ≥ 0,9) nên sử dụng biến tần dựa trên bộ chuyển đổi VLT AQUA Drive không cần thêm các thiết bị tăng cosphi (pin bù tĩnh, v.v.).

Trong bộ lễ phục. Hình 1 thể hiện sơ đồ nguyên lý của đầu dò VLT AQUA Drive và sơ đồ kết nối bên ngoài điển hình (nguồn điện, động cơ bơm, cảm biến, v.v.). Giao diện bên ngoài của bộ chuyển đổi VLT AQUA Drive được hiển thị trong hình. 2.

Cơm. 1. Sơ đồ kết nối bộ chuyển đổi VLT AQUA Drive

Cơm. 2. Bộ biến tần «Danfoss» VLT AQUA Drive series

Ổ đĩa VLT AQUA được thiết kế để sử dụng trong các hệ thống bơm cấp nước, xử lý nước thải và hệ thống tưới tiêu. Về vấn đề này, nó có một số tính năng đặc biệt cung cấp các thuộc tính cần thiết để hoạt động trong các điều kiện này, được liệt kê bên dưới.

1. Hệ thống điều khiển bộ chuyển đổi cung cấp khả năng điều chỉnh tự động của các bộ điều khiển tích phân tỷ lệ, nhờ đó mức tăng của các bộ điều chỉnh PI được điều chỉnh tùy thuộc vào phản ứng của đối tượng điều khiển (đường nước-bơm-bể chứa) đối với những thay đổi trong chế độ vận hành đã nhập của hệ thống ổ đĩa biến.

Nhờ tính chất này, bộ điều khiển PI được điều chỉnh riêng cho từng đối tượng cụ thể và không yêu cầu điều chỉnh chính xác tỷ lệ (P) và các thành phần tích phân của bộ điều khiển khi chạy thử bộ chuyển đổi.

2. Hệ thống điều khiển bộ chuyển đổi VLT AQUA Drive đảm bảo lấp đầy dần dần đường ống rỗng, ngăn ngừa nguy cơ sốc thủy lực và hậu quả là hư hỏng đường ống và thiết bị cơ khí.Tài sản này đặc biệt có giá trị đối với các đơn vị bơm tưới tiêu, thường được bao gồm trong hoạt động của các đường ống nước rỗng. Việc đổ đầy nguồn cấp nước được thực hiện bằng tín hiệu cảm biến áp suất trong một vài bước.

3. Hệ thống điều khiển của bộ chuyển đổi VLT AQUA Drive có khả năng báo hiệu sự sụt giảm áp suất trong đường ống xuống dưới giá trị cài đặt khi bơm đạt tốc độ định mức (điểm A). Tín hiệu này cho biết cần phải bật thêm một máy bơm nếu một nhóm máy bơm đang chạy trên đường nước.

Nếu một máy bơm đơn được thiết kế để hoạt động trên nguồn nước chính bị cô lập, thì tín hiệu cho biết có sự cố vỡ nước hoặc rò rỉ nước lớn từ hệ thống. Trong trường hợp này, bộ phận bơm bị tắt và các biện pháp được thực hiện để loại bỏ sự cố cấp nước.

4. Hệ thống điều khiển biến tần có khả năng điều chỉnh tốc độ của bơm khi dừng, nhờ tính chất này mà tốc độ quay giảm dần về tốc độ quay tương ứng với thời điểm đóng van, ngăn ngừa hiện tượng búa nước trong hệ thống và các tác động cơ học lên chính van.

5. Hệ thống điều khiển biến tần VLT AQUA Drive có khả năng phát hiện chạy khô. Hệ thống liên tục đánh giá các điều kiện hoạt động của máy bơm dựa trên kết quả đo của các thông số truyền động (tốc độ và công suất truyền động). Ở mức tiêu thụ năng lượng thấp, xảy ra với quá ít hoặc không có dòng chảy, bộ phận bơm sẽ dừng lại.

6. Bộ điều khiển tần số VLT AQUA Drive có thể hoạt động ở chế độ ngủ.Chế độ này được hiểu là hoạt động của máy bơm với tốc độ dòng chảy rất thấp, tương ứng với mức tiêu thụ năng lượng thấp. Điều này thường xảy ra khi máy bơm chạy ở tốc độ thấp.

Hệ thống điều khiển, so sánh tốc độ của máy bơm và công suất tiêu thụ của nó, đưa hệ thống vào «chế độ ngủ». Ở lưu lượng thấp, máy bơm tăng áp suất đến giá trị cần thiết và dừng lại. Ngoài ra, hệ thống điều khiển giám sát áp suất trong hệ thống cấp nước hoặc mức nước thải tại bể tiếp nhận của nhà máy xử lý nước thải.

Khi áp suất trong hệ thống cấp nước giảm xuống hoặc mức nước thải trong bể tiếp nhận của trạm bơm tăng lên, máy bơm được đưa vào hoạt động. Do đặc tính của hệ thống điều khiển là cung cấp «chế độ ngủ», độ mài mòn của bộ phận bơm giảm đi, cản trở hoạt động của nó với một lượng nước nhỏ hoặc một dòng nước thải nhỏ trong bể tiếp nhận của trạm bơm. Sự hiện diện của chức năng này của bộ chuyển đổi cho phép tiết kiệm trung bình 5% năng lượng tiêu thụ cho việc cung cấp nước.

7. Hệ thống điều khiển của bộ chuyển đổi VLT AQUA Drive có chức năng tính đến tổn thất áp suất trong đường nước từ trạm bơm đến điểm chỉ định của mạng nước. Nhờ chức năng này, áp suất cần thiết được điều chỉnh ở đầu ra của trạm bơm phù hợp với nguồn cung cấp nước thay đổi. Điều này tính đến việc tổn thất áp suất trong đường ống tỷ lệ với bình phương của tốc độ dòng chảy.

Đặc tính này cho phép cung cấp áp suất cần thiết ở cuối dòng nước mà không cần cảm biến áp suất.Tuy nhiên, nó chỉ có thể được sử dụng hiệu quả trong trường hợp không có hệ thống thoát nước trung gian dọc theo đường ống.

8. Cùng với các thuộc tính đã đề cập của bộ chuyển đổi VLT AQUA Drive của hệ thống điều khiển, cần lưu ý những điều sau:

• đảm bảo khởi động trơn tru với cường độ khởi động và dừng máy bơm nhất định, giúp tránh làm hỏng ổ trục của máy bơm, giảm khả năng sốc thủy lực trong đường ống, giảm dòng khởi động trong mạng cấp điện;

• đảm bảo luân phiên các tổ máy bơm ở chế độ làm việc và dự phòng. Điều này đảm bảo sự hao mòn đồng đều của nguồn động cơ của các đơn vị bơm;

• Chỉ báo xuất chi của bộ chuyển đổi cho biết lượng thời gian còn lại cho đến khi VLT AQUA Drive được khôi phục hoàn toàn.

Ngoài ra, chúng tôi lưu ý riêng các tính năng tiết kiệm năng lượng đặc biệt của biến tần dựa trên bộ chuyển đổi Danfoss.

1. Chức năng AEO (chức năng tự động tối ưu hóa năng lượng). Nhờ chức năng này, biến tần tiêu thụ nhiều năng lượng cần thiết để cung cấp chất lỏng tại một thời điểm nhất định.

Sử dụng tính năng này giúp tiết kiệm thêm 5-10% năng lượng. Ngoài ra, tính năng này làm giảm tiêu thụ ổ đĩa công suất phản kháng và theo đó, dòng tải của động cơ điện. Chức năng này đặc biệt hiệu quả đối với các cơ cấu có momen cản của quạt (momen cản tỷ lệ với bình phương tốc độ), kể cả máy bơm ly tâm. Tính năng này cũng làm giảm tiếng ồn của thiết bị.

2. Chức năng thích ứng động cơ tự động được tích hợp trong biến tần.Việc điều chỉnh bộ biến tần phụ thuộc đáng kể vào các thông số bên trong của động cơ điện (điện trở, điện cảm, v.v.).

Chức năng thích ứng tự động cho phép bạn xác định chính xác các thông số của động cơ được kết nối với biến tần và điều chỉnh nó. Chức năng này rất quan trọng trong trường hợp động cơ máy bơm được thay thế, khi thông số động cơ thay đổi sau khi sửa chữa và khi các loại động cơ điện khác nhau được kết nối nối tiếp với cùng một bộ chuyển đổi.

Sự hiện diện của chức năng này giúp giảm mức tiêu thụ năng lượng từ 3-5% và khi sử dụng động cơ điện đã được tân trang lại, mức tiết kiệm đạt tới 10%. Việc sử dụng các bộ chuyển đổi tần số công suất đặc biệt cao có liên quan đến việc tạo ra các sóng hài bậc cao hơn.

Sự hiện diện của sóng hài cao hơn trong dòng điện dẫn đến dây cáp quá nóng, làm tăng tổn thất trong máy biến áp, làm xấu đi điều kiện làm việc ngân hàng tụ điện… Ngoài ra, lớp cách điện của các phần tử của mạng điện bị lão hóa sớm, các phần tử của thiết bị bảo vệ (thiết bị tự động, cầu chì) được kích hoạt không hợp lý, nhiễu xảy ra trong các mạng viễn thông nằm gần đường cáp điện.

Hiện nay, nhiều kiểu máy biến tần được trang bị bộ lọc tương thích điện từ (EMC) tích hợp. Đặc biệt, để ngăn sóng hài dòng điện cao hơn xâm nhập vào mạng cung cấp bên ngoài, bộ biến tần VLT AQUA Drive được trang bị cuộn cảm trong liên kết dòng điện trung gian để giảm méo sóng hài.