Плавный пуск насоса скважины своими руками схема

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 19.09.2024

Скорее по двум проводам подается синусоида с переменной частотой, которую электроника плавненько вытягивает до 50 Гц.

А вот если мотор асинхронный и пуск под нагрузкой (компрессор, насос), а пуск осуществляется от пусковой обмотки или через пусковой конденсатор (пофиг что создает сдвиг фаз) - там пусковые токи большие и между пусками надо ждать, чтобы мотор не спалить (например, домашний холодильник очень просто угробить, дергая туда-сюда вилку из розетки).

Я почему-то думал, что для серьезных насосов есть некое дополнение на поверхности, которое защищает их от пониженного/повышенного напряжения, от броска тока при пуске и т.д.

С этим как раз все понятно нужно тронуть поезд с места - движок с коллектором, обмотка ротора последовательно соединяется с обмоткой статора - максимум момента при неподвижном валу

асинхронный мотор - небольшой пусковой момент, подходит такое не везде, зато дешево, просто организовать запуск, не разрушает механизм

у меня тример 1000Вт замечательно работает от гены бодро и гена не вылетает. а вот насос включается так что аж энергосберегающие лампочки гаснут и кондиционер вырубается.

Я под плавным пуском понимаю все ж несколько другое

пуск какого-то мотора, при этом в сети напряжение не заваливается и сам мотор не страдает (ну и механизм тоже)

в общем, во всех смыслах плавный
частотный привод под это подходит идеально, но дорого, проще наверное отревизовать имеющийся генератор или новый купить, побольше.

Я не знаю чего там затянуто, но факт клинический Генератор 2000-2300VA. Насос 1200Вт по пасспорту.

Включаем насос и не выключаем -- работает.
Включаем и переодически выключаем при помощи ГА -- довольно быстро автомат в генераторе отрубается.

хочу чтоб не отрубался

Я бы генератор сменил, а там как хотите насос тут не при чем

либо надо городить к насосу частотный пуск - ссылкой не помогу, но смысл в том, что сначала переменный ток выпрямляется, затем снова делается переменным, но с маленькой частотой - допустим 10 Гц - тогда при пуске ток в обмотке двигателя насоса не будет очень большим, а затем автоматом частота питающего тока доводится до 50 Гц и мотор раскручивается до номинальных оборотов

Как достичь оптимального энергосбережения в гидравлических системах с центробежными насосами? Этот вопрос сегодня все чаще возникает у специалистов и руководителей предприятий. Так какие же приборы способны сократить период окупаемости и повысить энергоэффективность – устройства плавного пуска, частотно-регулируемые приводы или использование параллельной схемы управления насосами? Авторы статьи предлагают тщательно проведенный анализ различных технических решений, иллюстрированный примерами внедрения на производстве, схемами и таблицами.

Обеспечение энергоэффективности – одна из наиболее актуальных и в то же время сложных задач в настоящее время. Сокращение затрат на потребление электроэнергии – это один из методов повышения рентабельности производства и эффективной эксплуатации технологических линий. Общий анализ предприятий в самых различных областях применения показывает, что затраты, связанные с закупкой оборудования и простоем производства из-за обслуживания и ввода нового оборудования в эксплуатацию, могут быть частично компенсированы за счет экономии на потреблении электроэнергии.

Энергоэффективные технологии – одно из приоритетных направлений компании АББ. Самые современные методы и разработки для обеспечения наиболее эффективной эксплуатации нашли свое применение в современном оборудовании компании АББ – преобразователях частоты и устройствах плавного пуска*, которые широко применяются для управления приводными механизмами насосных установок и позволяют существенно сократить потребление электроэнергии на объектах водоподготовки и водоочистки.

Часто используемый механический способ управления подачей насоса, или метод дросселирования, является крайне неэффективным с точки зрения экономии электроэнергии. В связи с этим возникает вопрос: какое из двух технических решений является самым экономичным методом снижения потребления энергии – частотно-регулируемые приводы или циклическое управление (рис. 1)? По существу, характеристика гидравлической системы, в которой используется центробежный насос, является определяющим фактором при выборе одного или другого метода управления.

Рис. 1. Регулирование расхода в системе посредством дросселирования, циклического и частотного управления

В сфере обработки сточных вод включение/выключение центробежных насосов, как правило, выполняется под контролем системы управления технологическим процессом. Остаточная вода (то есть вода, поступающая из жилых или коммерческих зданий) обычно собирается в отстойниках или резервуарах для сточных вод до момента ее перекачки с помощью насосов на муниципальные водоочистные станции [1]. С учетом некоторой периодичности, использование устройств плавного пуска значительно снижает риск засорения насосов отходами, содержащимися в воде.

Циклическое управление является интересной альтернативой частотно-регулируемому приводу, несмотря на утрату гибкости при регулировании расхода. Другими словами, устройство плавного пуска считается подходящей и конкурентоспособной технологией, защищающей асинхронный электродвигатель от электрических перегрузок, механических ударов и вибрации при пуске, а также от гидравлических ударов в трубопроводной системе, возникающих при останове насоса. Кроме того, электродвигатель эксплуатируется в оптимальной рабочей точке и выключается на остальное время.

В следующих разделах приводится анализ энергосбережения и окупаемости решений управления с частотным регулированием и циклического управления для двух центробежных насосов (90 кВт и 350 кВт).

Типовая насосная система

При разработке насосной системы основным условием является обеспечение требуемого расхода Qop [м3/ч]. В идеальной системе выбранный насос имеет характеристику Qbep [м3/ч], совпадающую с характеристикой Qop [м3/ч]. На практике обычно выбирается насос большего типоразмера (рис. 2). В результате чего насос работает со сниженным гидравлическим КПД в большей части диапазона производительности. Сказанное выше проиллюстрировано на рис. 3 для двух центробежных насосов Aurora с номинальной мощностью 90 кВт и 350 кВт.

Рис. 3. Уменьшение гидравлического КПД в насосах 90 кВт и 350 кВт вследствие изменения параметров компонентов системы на 15%

Для анализа возможностей по экономии электроэнергии в этих насосах рассматривались три различные гидравлические системы: с преобладанием напора на преодоление трения, то есть отношение (?) статического напора Hst [м] к максимальной гидравлической высоте Hmax [м] составляет 5 %; с преобладанием статического напора (? составляет 50 %); с комбинированным напором (? составляет 25 %) (рис. 4).

Рис. 4. Гидравлические системы, выбранные для анализа возможного энергосбережения

Преобразователи частоты имеют высокий КПД (ηconv), который естественным образом уменьшается, когда происходит снижение выходной мощности по отношению к номинальному значению. При работе УПП в установившемся режиме, то есть при активации байпаса, КПД устройств плавного пуска составляет практически 100 %. Следует отметить, что КПД устройств плавного пуска заметно снижается с увеличением количества пусков в час и сокращением интервалов рабочего времени, что обусловлено дополнительными потерями Джоуля при пуске и останове электродвигателя, а также работой тиристоров (рис. 5).

Рис. 5. Изменение электрического КПД (%) устройства плавного пуска и преобразователя частоты с насосной нагрузкой

Принятые недавно более строгие стандарты (классы IE) гарантируют повышенный КПД электродвигателя – при его работе под нагрузкой [3, 4] (рис. 6 и 7). На КПД электродвигателя (в строгой зависимости от класса) влияет использование либо преобразователя частоты, либо устройства плавного пуска: КПД снижается при питании от быстродействующего выходного инвертора ПЧ вследствие наличия гармонических искажений по току и напряжению, но не изменяется при питании от УПП после окончания переходного процесса разгона благодаря синусоидальной форме напряжения на выходе устройства.

Рис. 6. Влияние класса энергоэффективности электродвигателя на КПД насоса

Рис. 7. Изменение КПД электродвигателя с гидравлической нагрузкой

Влияние изменения характеристик компонентов системы, класса энергоэффективности электродвигателя и гармонических потерь в реальной системе приведено в табл. 2.

Таблица 2. Влияние большего типоразмера системы, класса электродвигателя и потерь от гармоник
на потребление электроэнергии (Pn =90 кВт – частота коммутации 4 кГц)

Энергосбережение, достигнутое при использовании частотного и циклического управления в насосных системах 90 кВт и 350 кВт, показано на рис. 8 и 9. В системах с преобладанием напора на преодоление трения (? = 5 %) частотное управление обеспечивает более высокую экономию энергии практически во всем рабочем диапазоне (от 7 до 98 %) для обеих насосных систем. В случае насоса 90 кВт и в системе с преобладанием статического напора (? = 50 %) циклическое управление является лучшим техническим решением по сравнению с использованием частотного преобразователя для всех рабочих точек. Преобразователь частоты обеспечивает чуть более высокую экономию энергии для насоса мощностью 350 кВт, но только в диапазоне от 75 до 92 % производительности насоса. При рассмотрении комбинированной гидравлической системы (? = 25 %), управление посредством частотно-регулируемого привода позволяет получить более высокую экономию электроэнергии только для насосов с производительностью выше 28 % (для системы 90 кВт) и 24 % (для системы 350 кВт). В действительности, самая высокая экономия энергии при использовании частотного управления наблюдается в диапазоне производительности насоса от 15 до 20 %.

В отличие от преобразователей частоты, в которых присутствуют потери на полупроводниковых компонентах при номинальном режиме работы, устройства плавного пуска, в этом случае, работают через байпасный контактор, таким образом тиристоры не задействованы (рис. 10). И следовательно, нет дополнительных тепловых потерь. Эксплуатационные и системные характеристики, при которых предпочтителен выбор того или иного способа управления для регулирования производительности насоса, приведены на рис. 11**.

Рис. 10. Оптимальный КПД для насоса 90 кВт при байпасировании через устройство плавного пуска
при высоких нагрузках (90–100 % расчетной производительности)

Рис. 11. Контрольная точка, в которой экономия при использовании циклического управления становится выше,
чем при использовании решения с частотно-регулируемым приводом

Одним из важнейших факторов для заказчиков является расчет окупаемости инвестиций, в которые входят дополнительные расходы в связи с простоем оборудования во время монтажа и ввода в эксплуатацию устройства плавного пуска.

Стоимость преобразователя частоты в три раза выше стоимости устройства плавного пуска для насосов с номинальной мощностью до 25 кВт, а для насосов 350 кВт – в пять раз [6]. Общие начальные инвестиции при частотном регулировании или циклическом управлении рассчитываются как сумма стоимости частотного преобразователя или устройства плавного пуска и плюс процентная доля расходов, связанных с простоем оборудования, по отношению к расходам, затраченным на протяжении всего жизненного цикла работы технологической линии [7].

Для частотных преобразователей и устройств плавного пуска эта доля составляет 7,5 %.

Стоимость индивидуальных компонентов может различаться по нескольким причинам. Прежде всего, следует отметить, что низковольтные частотные преобразователи чаще применяются при продолжительном режиме включения электродвигателя, а не в режиме пуска/останова, и обеспечивают более точное управление. Однако биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT), применяемые в частотных преобразователях, требуют поддержания определенного температурного режима и охлаждения, что делает их достаточно дорогостоящими элементами и соответственно повышает стоимость частотных преобразователей по сравнению с устройствами плавного пуска такой же номинальной мощности. В устройствах плавного пуска полупроводниковые силовые элементы – тиристоры – отрабатывают только режимы пуска и останова со средним временем каждого режима около 15 секунд. Стоит отметить, что недорогие и надежные тиристоры не требуют постоянного принудительного охлаждения.

Период окупаемости для преобразователей частоты и циклического управления расходом показан на рис. 12 и 13 для электродвигателей 90 кВт и 350 кВт для трех гидравлических систем: ? = 5 %, 25 % и 50 %.

Рис. 12. Период окупаемости решений с частотным и циклическим управлением (устройство плавного пуска)
для насоса 90 кВт

Рис. 13. Период окупаемости для решений с частотным и циклическим управлением (устройство плавного пуска)
для насоса 350 кВт

Во многих гидравлических системах оптимальную экономию электроэнергии с хорошей окупаемостью капиталовложений можно получить путем применения параллельной схемы управления насосами***, в которой используются как преобразователи частоты, так и устройства плавного пуска.

Рис. 14. Решение для системы с четырьмя параллельными насосами
(гидравлическая система с преобладанием напора на преодоление трения)

В гидравлических системах с преобладанием напора на преодоление трения (? = 5 %) и с четырьмя параллельными насосами – каждый насос с номинальной мощностью 350 кВт (2500 м куб./ч) – оптимально использовать два преобразователя частоты и два устройства плавного пуска (рис. 14). В схеме, обеспечивающей наилучшее решение по окупаемости и гибкости управления, два насоса, 1 и 2, управляются устройствами плавного пуска, а насосы 3 и 4 – преобразователями частоты (см. табл. 3). Насосы с устройством плавного пуска работают с максимальной производительностью. Увеличив частоту вращения насосов, управляемых преобразователями частоты, до номинальной можно обеспечить максимальную производительность системы. В смешанной гидравлической системе (гидравлическая система со статическим напором/с преобладанием напора для преодоления трения) (? = 25 %), схема, позволяющая получить оптимальное решение с точки зрения окупаемости инвестиций и гибкости управления, представляет собой три насоса, первые два из которых управляются устройствами плавного пуска, а третий насос – преобразователем частоты (см. рис. 15 и табл. 5).

Рис. 15. Решение для системы с тремя параллельными насосами
(гидравлическая система со статическим напором/с преобладанием напора на преодоление трения)

Таблица 4. Схема управления расходом в системе с тремя параллельными насосами
(комбинированная гидравлическая система)

Для обеих систем начальные инвестиции по закупке устройств плавного пуска и преобразователей частоты трансформируются в экономическую прибыль менее чем за 1,5 года при условии, что регулируемый расход составляет менее 80 % от общей производительности (рис. 16).

Рис. 16. Расчетный период окупаемости для двух установок,
с параллельным управлением насосов от преобразователей частоты и устройств плавного пуска

Анализ эффективности систем частотного и циклического регулирования расхода был проведен для двух центробежных насосов (90 кВт и 350 кВт) с двигателями до 1000 В. Полученные результаты свидетельствуют о том, что управление посредством частотного регулирования является наилучшим решением в гидравлических системах с преобладанием напора на преодоление потерь на трение (транспортировка жидкости без разности высот в случае использования циркуляционных насосов). В системах с преобладанием статического напора рекомендуется использовать циклическое управление. Следует избегать применения преобразователей частоты в системах с пологими характеристиками насоса и нагрузки из-за риска нестабильности и поломки [9].

Устройства плавного пуска являются наиболее перспективным техническим решением для установок водоочистки и водоотведения, в которых необходимо осуществлять включение/выключение насоса для откачки жидкости из коллекторов и последующее перемещение сточных вод на очистные сооружения. Устройства плавного пуска отличаются высокой надежностью и имеют встроенные функции для устранения гидроударов как при пуске, так и при останове системы. Однако максимального энергосбережения и минимального периода окупаемости для широкого ряда гидравлических систем можно достичь путем применения параллельных схем управлением насосами, в которых используется комбинация преобразователей частоты и устройств плавного пуска. Опираясь на ноу-хау в области автоматизации и широкий ассортимент низковольтного оборудования для автоматизации, компания АББ предлагает и другие решения для эффективного использования энергии в самых различных областях применения.

______________________________________
* Устройства плавного пуска регулируют уровень напряжения, подаваемого на электродвигатель, за счет чего обеспечивается плавный запуск и останов привода.

** При переводе экономии энергии в процентах (в отношении фиксированной скорости и дросселирования) в показатель экономической эффективности предполагается, что насос работает 8760 часов в год (330 x 24) при цене 0,065 долл. США за 1 кВт-ч электричества [5].

*** Для оптимального регулирования расхода в параллельных схемах работает один насос до тех пор, пока не будет достигнута максимальная производительность, после чего гидравлическая нагрузка разделяется на два одновременно работающих насоса [8]. При достижении второй контрольной точки активируются три насоса и т.д.

Для индивидуального водоснабжения используются скважинные и колодезные источники чистой воды, забор которой осуществляется с помощью погружных или поверхностных электронасосов. Они не могут работать непрерывно и должны отключаться по мере наполнения магистрали, управление циклами включения отключения электронасоса осуществляет автоматика для скважины или колодца.

При организации системы водоснабжения частного дома электронасос подбирают, исходя из дебита, после чего монтируют автоматическую систему управления его работой, включающую электронику и накопительную емкость. От правильного подбора и настройки электронных управляющих устройств зависит эффективность водоподачи, срок службы электронасоса и удобство пользования водопроводом.

Рис.1 Пример обустройства водоснабжения

Что такое автоматика для скважины

Автоматические системы управления включают в себя электронику (реле давления, холостого хода, протока), манометр, гидроаккумулятор или модули, в которых эти элементы объединены – все они отвечают за оптимальное функционирование водопроводной магистрали.

В водоподающей линии автоматика выполняет следующую роль:

Управляет электронасосом, отключая его по мере наполнения магистрали. В высокотехнологичных системах вместо отключения используется регулировка его скорости вращения электродвигателя.

Защищает водопроводную магистраль от гидроударов и способствует созданию некоторого водного запаса при поломке оборудования или пропадании электричества.

Включает в себя защитные устройства для насоса, которые прерывают поступление на него электрического тока в случае отсутствия воды в источнике.

Рис. 2 Пример устройства скважинного водозаборного источника

Принцип действия и разновидности

Принцип работы автоматики для скважинного электронасоса основан на изменении физических параметров воды в линии и водозаборном источнике. Насос для скважины с автоматикой отключается и включается при изменении давления, высоты водяного столба в источнике, скорости движения жидкости по трубопроводу или ее пропадании в линии.

При использовании погружных электронасосов в трубопровод устанавливают отдельные узлы управления и гидроаккумулятор, в более современных модульных моделях все приборы объединены в одном блоке.

При использовании поверхностных агрегатов все управляющие элементы монтируют на один каркас, модуль называют насосная станция – использовать ее намного удобнее, чем самостоятельно устанавливать все элементы в линию.

Как работает автоматика и защитные механизмы

Автоматика позволяет регулировать работу погружного или поверхностного электронасоса, отключая цепь его питания в электроприборах, реагирующих на поведение жидкости. Размыкание электрической цепи происходит непосредственно через контакты или с помощью мощных радиодеталей.

Рис. 3 Поверхностная станция в кессонной яме

Управление насосом по давлению

Монтаж реле давления производится в водоподающую магистраль на фитинги после фильтров, при использовании станции оно закрепляется на пятивходовой штуцер, размещенный на гидроаккумуляторе.

Гидравлическое реле является основным управляющим элементом во всех системах водоподачи, оно прерывает поступление электроэнергии при повышении давления в системе до определенного предела.

Принцип действия прибора основан на смещении мембраны, на которую давит жидкость, при этом закрепленный на ней толкатель механически размыкает внутренние контакты. Для настройки в корпусе установлены два регулировочных винта, вращением которых выставляется верхняя граница срабатывания и разница между порогом включения и отключения.

Реле давления с защитой от работы на сухую

Для защиты помпы от выхода из строя при отсутствии жидкости в скважинном канале, автоматическая система должна обязательно включать в себя реле с защитой от холостого хода, которое устанавливается в линию рядом с другими узлами. Его принцип действия и конструкция полностью идентичны вышеописанному гидрореле с единственной разницей — электроприбор разрывает цепь подачи электричества на помпу при понижении напора в системе до определенного порога. Границы срабатывания прибора задаются двумя подпружиненными регулировочными винтами, помещенными под крышкой, для подсоединения проводов на выходе имеются два клеммных разъема.

Рис. 4 Гидроаккумулятор и манометр — подключение

Разновидности поплавковых механизмов

Поплавковые механизмы могут использоваться как отдельные детали, закрепляемые на стенках водозаборной емкости, так и встроенные в оборудование систем водоснабжения.

Их принцип действия основан на замыкании или размыкании контактов при изменении положения поплавковой головки за счет движения помещенного внутрь предмета (шара), оказывающего давление на рычаг или контакты.

Отдельно стоящие поплавки во взаимодействии с погружным насосом используются, когда поднятая жидкость поступает в накопительную емкость, расположенную на верхних этажах здания. В этом случае расположенный на ее стенках поплавок отключает подачу электроэнергии на агрегат при достижении определенной отметки. При таком применении поплавок не выполняет защитных функций электронаса, а служит лишь средством для предотвращения затопления дома.

Рис. 5 Электронная автоматика – подключение реле для защиты от работы на сухую и давления

Для функционирования отдельно стоящего поплавка в качестве защитного элемента необходимо свободное пространство, которое отсутствует в скважинах, насосные агрегаты с закрепленным поплавковым выключателем на корпусе работают в колодцах.

Для узких скважин могут подойти помпы, в которых используется аналог поплавка — электролитический выключатель, также реагирующий на уровень жидкости.

Контролирование работы по уровню воды

Низкий уровень воды в скважине приводит к выходу из строя помпы из-за отсутствия водяного охлаждения обмотки электродвигателя, если она не оснащена датчиками защиты от перегрева. В некоторых моделях погружных электронасосов предусмотрено отключение питания при отсутствии жидкости в водоеме посредством встроенных деталей — поплавкового или электролитического выключателя.

Электронасосы с поплавковым выключателем используются только в колодцах — в скважинных каналах для размещения поплавка слишком мало места. Поплавок представляет собой простой механизм, состоящий из металлического шара и рычага, замыкающего контакты — при опускании пластмассовой головки шарик давит на рычаг и контакты размыкаются, прерывая подачу напряжения на обмотку двигателя. Таким образом, при понижении водного уровня насос отключается и начинает работать снова, когда жидкость прибывает и поднимает головку. В поплавковых моделях возможна регулировка порога срабатывания по уровню за счет крепления кабеля в разных точках на ручке корпуса.

В скважинных источниках для контроля уровня можно использовать агрегаты с электролитическим выключателем, представляющим из себя два проводника, закрепленных на ручке корпуса. При наличии жидкости проводники находятся в замкнутом состоянии, проводя через нее ток, а когда водный уровень падает, цепь размыкается, прерывая подачу энергии на помпу через встроенную электронную схему.

Рис. 6 Конструкция поплавковых датчиков

Пресс контроль

Данное устройство рассчитано на управление работой электронасоса в зависимости от наличия жидкости в трубопроводе. Простейшая модель представляет собой намагниченную шторку или лепесток на выходе штуцера прибора, опущенные в водный поток. При прохождении жидкости шторка поднята, и ее магнитное поле замыкает контакты, расположенные внутри геркона, но как только вода в трубопроводе исчезает, шторка опускается и контакты геркона размыкаются.

Это приводит к тому, что в слаботочной цепи пропадает ток, управляющий через мощные электронные элементы подачей напряжения на электронасос — цепь питания размыкается и двигатель останавливается. Порог срабатывания многих устройств определяется площадью лепестков, которые подбираются из нескольких экземпляров, если возникает необходимость тонкой настройки, используют модель, в которой герконовый датчик перемещается, приближаясь или удаляясь от шторки.

Данное устройство редко используется с погружными электронасосами, иногда его применяют для отключения наружных электронасосов, не оснащенных релейной защитой от сухого хода.

Рис. 7 Датчик потока

Выбор реле

При выборе гидрореле руководствуется его диапазоном в водопроводе, стандартное значение составляет 1,5 — 3 бар. При подключении с помощью манометра производят его настройку регулировочными винтами. Аналогичным образом поступают с реле сухого хода, настраивая его на отключение питания при напоре в линии менее 1,5 бар. Если частный дом имеет высокую этажность, то для подачи воды с требуемым напором на верхние этажи реле дополнительно настраивают, повышая верхний и нижний пороги срабатывания.

К примеру, если высота подъема на верхние этажи составляет 5 метров (1 бар. соответствует 10 метрам вертикального водного столба), то к верхней и нижней границам срабатывания добавляют по 0,5 бара и в итоге получают диапазон срабатывания от 2 до 3,5 бар. Выбираемая для водоснабжения дома марка должна иметь соответствующий напорный диапазон по паспорту.

Рис. 8 Насосные агрегаты с поплавками и электролитическими датчиками

Из каких частей состоит автоматика для скважины

В настоящее время существуют различные виды автоматики, начиная от простейших дискретных приборов и заканчивая малогабаритными блоками с широтно-импульсной модуляцией. Все ее виды можно разделить на три группы в зависимости от используемых технологических разработок и диапазона выполняемых функций.

Первое поколение

В этом случае автоматическое управление осуществляется с помощью простейших узлов, к которым относятся:

Реле давления и холостого хода. Их функционирование подробно описано выше, приборы несложно своими руками установить в трубопровод и настроить.

Гидроаккумулятор. Представляет собой емкость для сбора воды, объем которой может колебаться в значительных пределах, основное назначение — поддержка напора и компенсация гидроударов в системе.

Манометр. Элемент, необходимый для контроля давления и настройки гидрореле.

Рис. 9 Автоматика для насоса 1-го поколения

Блоки управления второго поколения

Модули данного класса существенно отличаются от первого вида за счет следующих параметров:

все дискретные детали, включая объемный гидроаккумулятор, смонтированы в одном модуле;

существенно расширены выполняемые функции;

настройка параметров производится электронным способом;

многие модули рассчитаны на функционирование с конкретными моделями электронасосов и имеют предустановленные настройки.

Автоматизация управления насосом модулями второго поколения позволяет реализовать следующие функции:

Отключение помпы спустя несколько секунд при повышении давления выше допустимых параметров или отсутствии жидкости в магистрали.

Защиту обмотки от холостого хода.

Возможность тонкого регулирования настраиваемых параметров.

Электронная индикация, отражающая гидравлические показатели и состояние оборудования.

Гашение гидроударов за счет установки гидроаккумулятора небольшого объема.

Плавный пуск, увеличивающий срок службы насосного агрегата.

Антицикличность, предотвращающая многократное включение электропитания в случае утечки в трубопроводе.

Рис. 10 Автоматика для скважины — модули 2-го поколения

Третье поколение

Третьему поколению автоматики присущи все перечисленные функции второго с дополнительной возможностью регулировки скорости вращения вала электродвигателя. Эта особенность дает следующие преимущества:

Насосный двигатель работает с учетом водозабора, включая высокие обороты при большом объеме потребления и замедляя свою скорость при малом потоке.

В модуле отсутствует гидроаккумулятор — в нем нет необходимости, так как водоподача происходит плавно без скачков.

В водопроводе всегда поддерживается постоянный напор.

На 30 — 40% экономится электроэнергия при функционировании двигателя в экономичном режиме на малых оборотах.

Модульная автоматика для скважины — преимущества и недостатки

Преимуществами использования автоматики в модулях 2 и 3 поколения являются следующие особенности:

Все узлы собраны в одном блоке, который занимает мало места и легко подключается к водопроводу.

Приборы обладают широкими функциональными возможностями для управления.

Рис. 11 Автоматика для скважины 3-го поколения

При использовании увеличивается срок службы электронасоса и других узлов водопроводной магистрали, происходит экономия электроэнергии.

Упрощается процедура контроля, диагностики, настройки и управления.

За счет постоянного давления в системе повышается комфортность пользования водопроводом.

К недостаткам можно отнести следующие особенности:

Большая стоимость модулей третьего поколения, которая в несколько раз превышает второе и на порядок больше первого.

Работоспособность приборов сильно зависит от напряжения в сети.

Многие системы рассчитаны на работу только с определенной маркой электронасоса, имеют фиксированные настройки и не подходят для использования с другими приборами.

Рис. 12 Схема установки поверхностного насоса

Установка поверхностного электронасоса

Перед подключением наружных станций первым делом оборудуют скважину — чаще всего монтируют кессон, внутри которой находится водозаборное оборудование вместе с гидроаккумулятором и работает насос. Так как в поверхностных моделях глубина забора не превышает 9 метров, монтаж глубокой ямы помимо защиты оборудования служит и для повышения давления воды в системе — всасывающий патрубок можно опустить ниже уровня земли на 1 метр. При использовании станции все оборудование уже смонтировано и остается только подключить к ней входной и выходной патрубки.

Установка погружной помпы и ее подключение

Для установки погружной помпы обычно используют оголовок, помещенный в кессонную яму вместе с оборудованием или адаптер, врезанный в боковую стенку обсадной трубы. В последнем случае все автоматические узлы помещаются в жилом доме или отдельном хозяйственном строении.

Рис.13 Схема подключения и установки глубинных насосов в скважину

Автоматика для скважины должна выбираться по основным критериям, к которым относится, стоимость, связанная с применяемым погружным электронасосом. При использовании недорогих электронасосов отечественного или китайского производства достаточно применения простейших автоматических приборов — функции дорогих управляющих блоков с такими агрегатами не будут полностью реализованы. Если приобретается дорогой аппарат (например электронасос Grundfos за 1000 у.е.) с частотным регулированием скорости вращения электродвигателя, использование любых других устройств кроме родного модуля Grundfos PM2 не имеет никакого смысла.

Скважинные насосы применяют для перекачивания питьевой воды из глубоких выработок к дому. Агрегат служит для организации систем домашнего водопровода, а также широко используется в оросительных комплексах, предназначенных для сельского хозяйства и садоводства.

Подключение насоса к скважине.

Комплект скважинного насоса

Погружные насосы для удовлетворения бытовых нужд рассчитаны на работу в скважинах Ø 75-100 мм. Модели различают по мощности, силе напора, производительности и типу привода (однофазный, трехфазный).

Стандартная комплектация перекачивающего оборудования выглядит следующим образом: насос плюс кабель электропитания.

Такой компоновки бывает достаточно, если аппарат предполагается использовать на даче для полива сада и огорода.

Для организации водоснабжения дома устройства оснащаются пультом управления и дополнительным оборудованием:

блок автоматики;

манометр;

реле давления;

гидроаккумулятор;

обратный и сливной клапаны;

фильтрующие элементы;

узел защиты глубинного насоса;

стабилизатор электрического напряжения.

Пакет управления состоит из реле и набора датчиков, контролирующих состояние установки и позволяющих осуществлять ее работу в автономном режиме без участия человека.

Мембранный аккумулятор предназначен для выравнивания силы напора системы водоснабжения.

Датчик защиты и стабилизатор напряжения поддерживают работу механизма во время аварийных ситуаций, в числе которых:

низкий уровень воды в скважине;

обрыв фазы;

скачки напряжения;

короткое замыкание;

перегрузка или недогрузка насоса;

перегрев двигателя.

Подключение скважинного насоса без вспомогательного оборудования

Способ подсоединения устройства без дополнительного оборудования допускает его краткосрочную работу под строгим контролем пользователя. Такая схема подключения скважинного насоса объясняет сам принцип запуска агрегата и не может служить эталоном для постоянного применения.

Перед сборкой конструкции необходимо проверить работу электродвигателя. Для этого на 10 секунд подсоединить его к сети и убедиться в отсутствии посторонних звуков.

Низ обсадной трубы оборудовать фильтром грубой очистки.

Через проушины в корпусе с помощью стального троса присоединить механизм к фланцу оголовка.

На всасывающий трубопровод с расстоянием 1-7 м от насоса установить обратный клапан.

Подсоединить питающий кабель.

Аккуратно, без рывков опустить устройство в скважину до касания с грунтом. Затем плавно поднять на высоту 1 м от дна выработки и зафиксировать.

Включить прибор в штепсельную розетку, соединенную с шиной заземления дома.

Подключение скважинного насоса к электропитанию с блоком управления блоком автоматики

Схема подключение скважинного насоса к электропитанию с блоком управления (автоматики).

Блок управления предназначен для контроля работы погружных насосов без участия пользователя. Комплектность шкафа варьируется в зависимости от выбранной модели и завода изготовителя.

Стандартный набор состоит из следующих элементов:

Исходя из списка оборудования можно сделать вывод, что монтаж шкафа необходимо доверить специалистам, которые подключат все датчики и отрегулируют работу перекачивающего оборудования.

Подключение скважинного насоса к электропитанию через реле давления

Датчик давления имеет гидравлическую и электрическую составляющие. Мембрана в корпусе прибора находится в непосредственном контакте с водной средой и управляет переключающими контактами.

Если сила напора в системе соответствует норме, то соединение автомата замкнуто и насос качает жидкость. При превышении верхней границы установленного диапазона питание прекращается, двигатель останавливается и подача воды происходит из расширительной емкости гидроаккумулятора.

Схема подключения

Для корректной работы прибора, во избежание резких скачков давления в момент включения перекачивающего устройства установку реле производят с помощью штуцера, расположенного за выпускным патрубком расширительной емкости.

Схема подключение скважинного насоса к электропитанию через реле давления.

Перед устройством должно находиться все дополнительное оборудование:

обратный и сливной клапан (дренаж);

запорная арматура;

фильтрующие картриджи;

всасывающий трубопровод.

Для подключения электропитания снимают пластиковый корпус. Под крышкой находится 3 контакта: заземление, ввод и клемма подключения насоса. Кабель заводят с тыльной стороны прибора, зачищают концы, подносят к зажимам, закручивают гайки.

Запускают двигатель и проверяют работу прибора. Если заводские настройки соответствуют требованиям, то монтируют крышку и продолжают эксплуатацию агрегата.

Схема смешанного подключения блока автоматики и реле давления

При одновременном подключении блока управления и реле давления первым монтируют шкаф с автоматикой.

Требования безопасности, которые необходимо соблюдать при подключении исполнительного оборудования:

Перед установкой ящика нужно убедиться, что напряжение электросети и мощность двигателя соответствуют рекомендуемым ограничительным характеристикам ПЗУ (пускозащитное устройство).

При монтаже корпуса использовать предусмотренные изготовителем отверстия. Подсоединяя детали к блоку, будьте осторожны при работе с инструментом, чтобы не повредить расположенные внутри платы и датчики.

В процессе сборки электрических конструкций пользуйтесь схемами, размещенными на наклейках корпуса или в паспорте блока. Избегайте попадания в зону монтажа пластиковых или металлических предметов (стружка, изоляция, шайбы и пр.).

При необходимости подмены каких-либо деталей нужно использовать компоненты того же производителя и с теми же техническими характеристиками.

После визуального осмотра шкафа, проверки комплектности и правильности соединения узлов автоматики приступают к установке реле давления.

Схема подключение реле давления и блока автоматики.

Схема подключения реле давления РД5 и защиты LP 3

Автомат является двухконтактным реле коммутации цепей электропитания, срабатывающим при изменении режима подачи воды. В начальном положении группа контактов прибора разомкнута.

Для запуска датчика необходимо нажать кнопку на корпусе и удерживать ее 3-5 секунд в этом положении. Происходит соединение с цепью, и контроллер не препятствует работе насоса. В случае снижения давления жидкости до 0,05 бар (заводская настройка) регулирующее устройство приостанавливает работу оборудования.

Схема подключения реле давления РД5 и защиты LP 3

Датчик подсоединяется к напорной магистрали после реле давления и перед первым сантехническим прибором. Место установки регулятора должно гарантировать свободный доступ для настройки и обслуживания.

Монтаж электрической части автомата выполняют только на отключенном оборудовании. Подсоединение кабеля проводят в строгом соответствии приведенной схеме (см. паспорт).

Если значение рабочего тока насоса больше 10 А, то реле рекомендуется устанавливать через магнитный пускатель. Запрещается использование прибора без защитного кожуха и в помещениях с высокой влажностью. Наличие заземляющей шины обязательно.

Регулировка границ срабатывания должна проводиться в следующем порядке:

Реле давления устанавливают перед датчиком защиты и после гидроаккумулятора в предназначенное и подготовленное на заводе отверстие. Электрическую часть подключают при отсоединенном питании к клеммам, расположенным под крышкой прибора.

Начальную настройку приспособления выполняет производитель оборудования. Если по каким-либо причинам она не соответствует местным условиям, то можно провести регулировку самостоятельно.

Для этого снимаем кожух датчика и при помощи гаек на большой и малой пружинах регулируем параметры включения и отключения насоса. Всю процедуру настройки автомата на заданное давление выполняют с использованием манометра, входящего в комплект поставляемого оборудования.

Читайте также:


Мини комод из дерева своими руками

Стол из плитки своими руками

Кровать своими руками себестоимость

Как сделать чтобы низ светился

Формы для церковных свечей своими руками