No artigo, vamos falar sobre como organizar um abastecimento automático de água usando um conversor de frequência. Considere a escolha do conversor, o projeto do sistema de automação, possibilidades adicionais para monitorar, controlar e proteger o motor da bomba assíncrona.
É possível obter um abastecimento de água eficaz e, ao mesmo tempo, garantir a máxima proteção do motor da bomba apenas com o uso de tecnologia de conversor especializada baseada em um inversor de tensão autônomo. Esta solução permite organizar a automação do abastecimento ininterrupto de água utilizada tanto para as suas necessidades como para as necessidades industriais.
Independentemente da finalidade para a qual a bomba é usada (furo de poço, bombeamento, escorvamento automático, etc.), quase todos os motores usados nelas podem ser divididos em dois tipos – motores assíncronos monofásicos e trifásicos. Dependendo do motor de acionamento usado na bomba, o conversor necessário é selecionado..
Qual é o conversor
Trata-se de uma unidade elétrica que converte a energia elétrica da rede de acordo com a tarefa de entrada e emite uma tensão ajustável para o motor na faixa de 0 a 220 V ou de 0 a 380 V com frequência de 0 a 120 Hz ou mais. Dentro do conversor existe:
- Ponte Larionov não controlada ou semicontrolada, que fornece retificação da tensão da rede, construída sobre uma base semicondutora de diodos ou tiristores.
- Link do capacitor, suavizando a tensão recebida.
- Chave para redefinir a tensão de frenagem regenerativa.
- Inversor de tensão autônomo com base em chaves IGBT, fornecendo tensão alternada de um determinado valor e frequência.
- Sistema de controle do microprocessador responsável por todas as operações no inversor e proteção do motor.
Estrutura típica de um conversor de frequência trifásico baseado em um inversor de tensão autônomo
Critérios de seleção de conversor
A primeira coisa a se considerar é a correspondência do conversor com o tipo de rede de alimentação (220 V ou 380 V). A segunda é a correspondência da potência do conversor com a potência do motor, embora seja desejável ter uma pequena margem de potência nominal para o conversor adquirido (em média de 20-50%), o que garantirá o funcionamento se for necessário ligar e desligar o sistema com frequência, bem como em várias situações de emergência.
Para facilitar o comissionamento, o conversor deve ter uma tela de controle. A maioria dos conversores modernos já na configuração básica possuem blocos embutidos para processamento de sinais discretos e analógicos, o que no futuro tornará possível construir um pequeno sistema de automação em sua base, se eles não estiverem lá, você precisa encomendá-los.
Uma das opções possíveis para o projeto de terminais usados para conectar sinais discretos e analógicos ao conversor
A principal coisa que a bomba deve fornecer é manter a pressão definida no sistema em uma taxa de fluxo da água fornecida em constante mudança. Ao mesmo tempo, uma ligeira diminuição na velocidade de rotação da parte bombeadora da bomba, realizada pelo conversor, uma vez que a bomba opera com carga do tipo “ventilador”, leva a uma redução mais significativa do torque eletromagnético necessário e, consequentemente, a uma diminuição dos custos de energia.
Equipamento adicional para organizar o abastecimento automático de água
- Sensor analógico de pressão.
- Botões start-stop do sistema.
- Sensor de temperatura da água (para bombas submersíveis).
- Fusíveis de entrada rápidos.
- Contator de saída.
- Choke de entrada e saída (em baixa potência, é possível não instalar).
Os botões “Iniciar” e “Parar” estão ligados às entradas discretas do conversor e no processo de configuração adquirem as propriedades necessárias no software. O sensor de pressão analógico é conectado à entrada analógica correspondente no painel do conversor e é parametrizado para definir a velocidade do motor da bomba.
Como funciona a automação
Após pressionar o botão “Iniciar”, o conversor liga automaticamente o contator de saída e, de acordo com as leituras do sensor de pressão, dá partida no motor da bomba. Em seguida, ele traz suavemente sua velocidade para a necessária para manter a pressão dada.
Em caso de detecção de situação de emergência pelo conversor ou acionamento do botão “Stop”, o conversor com a intensidade necessária dependendo da situação reduz a velocidade de rotação do motor ao mínimo e desliga o contator.
Um sensor de temperatura da água para bombas de furo é necessário para o controle indireto da temperatura da bomba, uma vez que o uso de um transdutor reduz a quantidade de fluxo de água e, consequentemente, prejudica o resfriamento. Este controle pode ser negligenciado se a temperatura da água não subir acima de 15-16 graus Celsius..
Se houver sensor de temperatura embutido no motor, ele deve ser conectado à entrada correspondente no conversor, o que garante 100% de proteção do motor contra superaquecimento durante a operação.
O que você precisa saber ao montar um circuito e configurar um conversor
É necessário ler atentamente as instruções da bomba e do conversor. Ao configurar o sistema, o conversor precisará registrar informações sobre a velocidade nominal do motor, sua potência, corrente nominal, tensão e frequência da rede de alimentação, os tempos de aceleração e desaceleração ideais, a sobrecarga do motor permitida na partida e durante a operação..
As funções das entradas e saídas analógicas e digitais para controle do contator precisarão ser definidas. Em seguida, selecione a lei de controle, neste sistema – U / F ou controle vetorial. Em seguida, será necessário ligar a parametrização automática, durante a qual o próprio conversor determinará a resistência dos enrolamentos do motor, calculará todos os parâmetros necessários para criar seu modelo matemático.
Todas as configurações necessárias em conversores digitais modernos podem ser feitas usando um painel de controle com uma tela de cristal líquido. Vários modelos de conversores são fornecidos com software especial, instalado em um computador pessoal, você pode se comunicar com o sistema de controle via porta USB ou COM.
Painel de controle do conversor
É importante conectar corretamente todos os componentes do sistema de automação e o motor. A maioria dos conversores tem uma fonte de alimentação de 24 V integrada que pode ser usada para esquemas e indicação de operação do sistema usando saídas digitais e lâmpadas LED.
Prós de usar o conversor do sistema – motor da bomba
Com o ajuste correto do conversor, ele monitora a pressão no sistema de abastecimento de água e protege-o de ultrapassar a pressão ajustada.
O próprio conversor liga o motor da bomba e gira-o a uma velocidade em que a pressão necessária é mantida de acordo com o consumo de água, normalmente esta velocidade é inferior à nominal, economizando energia. A aceleração do motor ocorre no tempo especificado durante a configuração (ao longo da chamada rampa), esta opção permite não apenas reduzir a corrente de partida no sistema e, como resultado, a sobrecarga do motor, mas também minimizar a carga na parte mecânica, estendendo assim a vida útil da bomba e reduzindo gastos excessivos eletricidade.
Somente com a ajuda de um conversor as bombas com um motor assíncrono trifásico podem ser usadas efetivamente quando alimentadas por uma fonte de alimentação doméstica de 220 V.
As proteções embutidas no conversor monitoram constantemente a corrente consumida pelo motor, sua velocidade de rotação e temperatura, o que permite proteção contra curto-circuito, quebra de fase de alimentação, travamento da parte mecânica, sobrecarga e superaquecimento.
Organização do abastecimento automático de água usando um conversor de frequência
A organização do abastecimento automático de água com um conversor de frequência possibilita maior controle, reduzindo custos de produção. Esta solução proporciona comunicação bidirecional entre o controlador e o conversor de frequência para reagir às exigências de abastecimento automático com segurança e eficiência. Além disso, apresenta funções de economia de energia, ajustes de manutenção programável e monitoramento online. Essas características possibilitam o abastecimento seguro, bem como rapidez e economia no processo de abastecimento automático de água.
Sistemas de engenharia
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Como funciona exatamente a organização do abastecimento automático de água utilizando um conversor de frequência? Quais são os principais benefícios dessa tecnologia?