Два способа регулирования скорости однофазного насоса. Частотный преобразователь или регулятор напряжения для управления скоростью однофазного насоса

Два способа регулирования скорости однофазного насоса. Частотный преобразователь или регулятор напряжения для управления скоростью однофазного насоса?

Ежедневно проектируются системы водоснабжения, в которых предполагается использование погружного или поверхностного однофазного электронасоса. Для большинства проектов управление скоростью насоса, поставленное в зависимость от текущей нагрузки в системе водоснабжения — желательный и предпочтительный вариант выбора. Автоматическое регулирование скорости насоса обеспечит стабильный напор, уменьшит потребление электроэнергии и снизит акустический шум.

Однофазные одноступенчатые и многоступенчатые насосы, как правило, оснащены конденсаторными асинхронными электродвигателями. Конденсаторный двигатель насоса содержит две статорные обмотки, в одной из которых размещен постоянно подключенный конденсатор. Современные способы регулирования однофазного насоса, оснащенного конденсаторным двигателем, основаны на реализации частотного метода (1) или метода регулирования напряжения (2). В первом варианте внешним регулирующим устройством выступает специальный однофазный преобразователя частоты, во втором — регулятор мощности.

Мы рассмотрим возможности двух электронных устройств управления скоростью однофазного насоса производства компании Italtecnica Srl (Италия), основанных на различных принципах регулирования – специализированного частотного преобразователя для однофазного насоса Sirio Entry 230 и регулятора напряжения MITO.

1. Частотный преобразователь для однофазного насоса Sirio Entry 230 с однофазным выходом 1х230В.

Преобразователь частоты для однофазного насоса Sirio Entry 230 разработан компанией Italtecnica для вольт-частотного регулирования скорости однофазного насоса. Sirio Entry 230 формирует выходное напряжение 1х230В, 30-50Гц. Физическая величина, подлежащая контролю – давление. Для осуществления задачи контроля давления Sirio Entry 230 оснащен интегрированным аналоговым датчиком давления и ПИД-регулятором. Алгоритмы работы Sirio Entry 230 позволяют обеспечить устойчивый пуск и регулирование однофазного электродвигателя мощностью до 1,5кВт в заданном диапазоне частот.

Модификация Sirio Entry XP позволяет управлять скоростью однофазного насоса мощностью до 1,8кВт в диапазоне частоты 35-50Гц. Узкие диапазоны регулирования обусловлены зависимостью емкостного сопротивления конденсатора от частоты напряжения.

Однофазный насос, регулируемый с помощью Sirio Entry 230, не требует никаких конструктивных изменений однофазного насоса (поверхностного или погружного). Преобразователь частоты Sirio Entry 230 монтируется непосредственно в магистральный трубопровод и обеспечивает простой ввод в эксплуатацию, установкой нескольких параметров. Sirio Entry 230 — специализированный преобразователь частоты, построенный с учетом особенностей эксплуатации и защиты монофазного насоса.

2. Однофазный тиристорный регулятор напряжения MITO с однофазным выходом 1х230В.

На сегодняшний день частотное регулирование остается наиболее эффективным и доступным решением регулирования асинхронного электродвигателя, в том числе и регулирования однофазного насоса. До относительно недавнего времени доступные по цене преобразователи частоты для однофазного насоса попросту отсутствовали на рынке. Это заставляло инженера осуществлять поиск других решений и способов регулирования.

Компания Italtecnica разработала тиристорное устройство регулирования характеристик однофазного насоса с помощью изменения напряжения статора. Это устройство получило название электронного регулятора мощности MITO.

В конструкции регулятора частоты для однофазного насоса MITO – два включенных встречно-параллельных тиристора, которые формируют на выходе регулируемое среднеквадратическое значение однофазного напряжения.

Регулятор мощности MITO регулирует однофазный насос номинальной мощностью электродвигателя до 0,75кВт в диапазоне изменения выходного напряжения 170-230В, обеспечивая поддержание заданного давления по сигналу интегрированного датчика давления. Алгоритмы управления MITO позволяют осуществлять контроль потребляемого тока и продолжительности работы в режиме регулирования напряжения, что направлено на предотвращение условий перегрева двигателя. Преимущество тиристорного регулятора напряжения MITO в сравнении с частотным способом регулирования однофазного насоса только одно – более низкая цена. Применимость метода ограничивает мощность двигателя однофазного насоса ( для регулятора MITO мощность насоса P2 ≤ 0,75кВт) и невозможность обеспечивать регулирование насоса в продолжительном режиме.

Соединение электродвигателя с насосом. Центровка и регулировка

Насосы различного вида распространены как в промышленности, так и в быту. Они используются для водоснабжения промышленных объектов и населенных пунктов, в химической промышленности для перекачки агрессивных сред, в агропромышленном комплексе для полива земель и т.д.

Безопасная эксплуатация насосного оборудования напрямую зависит от правильной центровки валов приводного двигателя и самого насоса. Правильная центровка насоса с электродвигателем позволяет минимизировать вибрацию агрегата, которая со временем вызывает преждевременный выход подшипников из строя, искривление валов и износ рабочих органов. Наиболее остро такая проблема стоит в промышленности для насосов с большой объемной подачей, укомплектованными двигателями большой мощности. Моноблочные агрегаты не в центровке не нуждаются, так как рабочие колеса запрессованы непосредственно на удлиненный вал электродвигателя. Эта процедура необходима для агрегатов, у которых соединение между насосом и электродвигателем выполнено с помощью муфты.

Виды несоосности

Чтобы правильно выполнить соединение насоса с электродвигателем нужно не допустить возникновения несоосности (коллинеарности) между валами. Геометрические оси вращения валов насоса и приводного электродвигателя, связанных между собой муфтой, при неправильной установке могут не совпадать. Такое расхождение может быть параллельным (а), угловым (б) или смешанным (в)

При параллельной неосоосности оси вращения валов располагаются в одной плоскости на определенном промежутке друг от друга по вертикали или горизонтали. Величина несоосности этого типа равна расстоянию между осями валов в миллиметрах.
При угловой коллинеарности оси вращения валов располагаются под углом друг к другу, в результате чего возникает раскрытие полумуфт. Чтобы численно оценить величину несоосности этого типа нужно измерить смещение оси вращения вала двигателя относительно оси вала насоса в двух местах на расстоянии 100 мм друг от друга. После этого полученные данные складываются, а полученный результат делится на расстояние между точками замера. Величина углового раскрытия муфт выражается в мм/100мм.
Смешанная несоосность характеризуется расхождением осей вращения валов как в вертикальной плоскости, так и по углу.
Для измерения расхождения валов используются как современные лазерные, так и аналоговые приборы

Когда проводится центровка

Центровка валов насоса и электродвигателя выполняется:
• после установки нового насосного оборудования;
• по окончании капитального ремонта с заменой трубопроводных линий;
• при возникновении вибрации и повышенного шума во время эксплуатации;
• если температура подшипниковых щитов превышает номинальное значение.

Как производится центровка

Прежде чем выполнять центровку следует определить стационарный и подвижный механизм. В паре насос-двигатель, стационарную позицию занимает первый агрегат, так как к нему обычно уже присоединен трубопровод. Поэтому за опорную линию с нулевыми координатами принимается центр вращения оси насоса. По результатам проведенных замеров осуществляется центровка двигателя относительно неподвижного агрегата. В горизонтальной плоскости несоосность устраняется перемещением корпуса электрической машины вправо или влево с одновременным контролем углового несовпадения, а вертикальная коллинеарность – с помощью регулировочных подкладок под лапы.

При наличии специальных измерительных приборов опытному специалисту не потребуется много времени для устранения несоосности. Но если таковые отсутствуют центровка насоса с электродвигателем своими руками с помощью линейки, штангенциркуля и пластинчатых щупов растянется надолго.

Для проверки коллинеарности валов можно использовать и два отрезка жесткой проволоки, которые закрепляются на полумуфтах со стороны двигателя и насоса и загибаются навстречу друг другу. Для более точного измерения свободным концам проволок придают форму конуса. Между остриями импровизированных индикаторов должен остаться зазор величиной не более 1 мм. Медленно проворачивая скрепленные болтами полумуфты, с помощью щупа замеряют зазор через каждые 90° в плоскости, перпендикулярной оси вращения. По результатам выполненных измерений принимают решение о способе устранения возможной коллинеарности.

Сопряжение двигателя с приводимым механизмом посредством жестких муфт различной конструкции требует очень точного соблюдения соосности валов. Чтобы снизить вероятность возникновения коллинеарности любого типа для соединения валов используется упругая муфта для соединения насоса с электродвигателем.

Ремонт центробежных насосов: неисправности, обслуживание и регулировка

Принцип действия устройства основан на преобразовании вращательной силы механизма в энергию жидкости. Основные элементы конструкции — рабочее колесо (крыльчатка), центральный вал, входные и выходные отверстия, электродвигатель.

Агрегаты работают с разными текучими средами: инертными и химически активными, горячими и холодными, загрязненными и очищенными.

Когда включают электродвигатель, начинает вращаться крыльчатка: из-за тяги возникает перепад давлений (разряжение). Под действием центробежной силы поток жидкости направляется во всасывающий патрубок. Выброс воды осуществляется через напорное отверстие.

Правильная эксплуатация и техническое обслуживание

Не существует гидравлических систем с одинаковыми рабочими характеристиками. Нельзя разработать универсальных регламентов, определяющих периодичность проверок. Есть рекомендованные производителями нормативы. Регулярное обслуживание центробежного насоса — залог безотказной работы системы.

Основные сведения об устройстве указаны в паспорте и руководстве. В документах перечислены требования к приемке, ТО, ремонту и хранению оборудования. Есть раздел с перечнем причин, ведущих к поломке агрегата. Указаны основные и вспомогательные характеристики (напор, расход). Прилагаются чертежи механизма: вид в трех проекциях.

Правила эксплуатации оборудования

Следование инструкции помогает уменьшить количества ремонтов и предотвратить внезапный отказ системы. Включение погружного насоса производят, когда рабочая камера на 100% наполнена жидкостью.

Чтобы предупредить попадание в систему нерастворимых примесей, перед всасывающим патрубком закрепляют сетчатый фильтр. Скопление твердых частиц перед входным отверстием и внутри конструкции уменьшает напор жидкости. При перекачивании загрязненной воды увеличивается износ насосного оборудования.

В инструкции перечислены правила эксплуатации:

1. Нельзя допускать перегревание электродвигателя. Чтобы защитить привод от перегрузки, используют специальную задвижку. Элемент устанавливают на всасывающей трубе. Назначение детали — регулировать поток жидкости.
2. При запуске двигателя в работу следят, чтобы крыльчатка и приводной вал вращались по часовой стрелке.
3. Соблюдать глубину погружения водяного насоса. Запрещено эксплуатировать устройство, если уровень откачиваемой жидкости превышает отметку на погружной части механизма.

В инструкции перечислены требования к трубам. Чтобы создать благоприятные условия для движения горизонтального потока, создают небольшой уклон. Водоотвод устанавливают под углом к месту подачи жидкости. Если окружающая обстановка не позволяет соблюсти требование, центробежный насос располагают максимально высоко над землей.

Чтобы всасывающая труба работала без нареканий, при монтаже системы соблюдают правила:

• формируют мало перегибов;
• выбирают трубопровод с максимально большим внутренним диаметром;
• делают минимальное количество мест присоединений.

Регулярность технического обслуживания

Цель проведения ТО — своевременно выявить деталь с поломкой, как вариант, отрегулировать параметры технологического процесса. Проверка работоспособности системы увеличивает срок службы агрегата. Своевременное ТО уменьшает количество внеплановых ремонтов насоса.

Последствия запоздалого технического обслуживания — перерасход бюджета, связанный с закупкой комплектующих и оплатой работ повышенной сложности.

Периодичность мероприятий по ТО определяется факторами:

• типом перекачиваемой жидкости;
• интенсивностью использования оборудования;
• особенностями рабочей среды: загрязненностью (наличием абразивных частиц), вязкостью, температурой, жесткостью;
• способом монтажа агрегата;
• характеристиками питающего напряжения.

Интервал между проверками зависит от параметров окружающей среды, условий эксплуатации и хранения механизма. Общее правило гласит: чем напряженнее работает оборудование, тем чаще контролируют параметры.

Часто обслуживание бытового центробежного насоса выполняют на дому у заказчика. В план входят работы:

• проверка и замена подшипников;
• очищение и промывка картера;
• смазывание подшипников;
• замер отклонений вала и сопрягаемых деталей от оси вращения, регулировка центробежного насоса;
• контроль изношенности сальников;
• промывка каналов для введения смазки.

Ремонт центробежного насоса

Производители рекомендуют обращаться в сервисный центр через 4500 часов работы оборудования. Плановый ремонт включает действия:

• демонтаж агрегата, разбор конструкцию на узлы, осмотр каждой детали;
• определение зазоров в уплотнителях;
• контроль технического состояния ротора электродвигателя;
• замена подшипников, если износ превышает допустимые нормы;
• проверка на герметичность шейки вала (если обнаружены дефекты, делают проточку и шлифовку).

В конце еще раз осматривают оборудование, чтобы убедиться в правильной сборке агрегата (первый раз — без нагрузки, потом — при включении питания).

Более серьезный ремонт центробежных насосов производят через 26000 часов эксплуатации. В сервисном центре заменят рабочий вал, крыльчатку, уплотнительные элементы: кожуха, прижимных и распорных втулок. Если износ многоступенчатого насоса превышает норму, специалисты установят новую секцию.

В капитальный ремонт входит восстановление корпуса: наплавка и расточка посадочных мест. Последний этап — замер параметров при гидравлическом испытании.

Диагностика неисправностей

Не существует безотказных центробежных насосов, каждая конструкции имеет свои «узкие» места. В самовсасывающих моделях часто выходят из строя компоненты: расходомер Вентури, трубка диффузора и рабочего колеса.

Многоступенчатые устройства прекращают перекачивать воду из-за деформации (или спаивания) спиральных каналов (diffuser) и рабочих колес. Когда центробежный насос долго эксплуатируют на пределе возможностей, выгорает статор и заклинивает электродвигатель. Дефект проявляется по всех конструкциях.

Частая причина отказа — ржавчина. Владельцы не подготавливают оборудование к хранению в зимний период. Скопление влаги внутри постепенно разрушает металлические части. Механизм заклинивает, когда весной производят первый запуск. Чтобы восстановить работоспособность, конструкцию разбирают и удаляют коррозию.

Центробежный насос способен долго работать без нареканий. Распространенные причины отказа связаны с несоблюдением предписаний производителя по монтажу, ТО, эксплуатации и хранению. Результат нарушений — центробежный насос работает не в полную силу. В некоторых случаях устройство переключается на режим кавитации или «сухого хода». Неисправности ведут к перегреву электродвигателя и поломке внутренних узлов.

Частые причины нарушения работы системы

1. Зауженное сечение на входе. При подборе компонентов действует правило: диаметр всасывающей трубы равен размеру патрубка. Если глубина погружения превышает пять метров, диаметр всасывающего канала должен быть на один типоразмер больше патрубка. Практика показывает: чем короче и прямее трубопровод, тем эффективнее работает центробежный насос. Напор уменьшается, если движению воды препятствует засорение или заужение заборного канала.
2. Недостаточная заполненность внутренних полостей. Неисправность проявляется при первом запуске агрегата, после демонтажа, хранения и ремонта. Отличительный признак — слабый напор. Как вариант, насосное оборудование совсем не перекачивает воду. Чтобы удалить из системы воздух, выключают устройство. Трубы и всасывающий тракт заново наполняют жидкостью.
3. Нарушение герметичности элементов конструкции. Из-за неплотного соединения сопрягаемых частей происходит подсос воздуха. Если систему останавливают, часть жидкости из всасывающего тракта самопроизвольно вытекает. Когда работает автоматическая насосная станция, неисправность проявляется в частом запуске и слабом напоре. Если нарушена герметичность деталей, автостанция может совсем не перекачивать жидкость. Решение проблемы — разобрать систему и уплотнить места протечек.
4. Неисправность обратного клапана. Дефект возникает из-за скопления на входе посторонних предметов: грязи, твердых частиц, мусора. Последствия неисправности обратного клапана — из всасывающего тракта вытекает жидкость, как результат, агрегат не перекачивает воду. Чтобы наладить рабочий процесс, систему демонтируют. Клапан чистят и моют.
5. Засорение фильтра. Стандартный подход — на всасывающем клапане устанавливают защитную сетку. Перфорированная деталь предотвращает попадание в систему мелких предметов: опавшей листвы, веток, насекомых. Когда засоряется фильтр, уменьшается всасывающая способность оборудования. Если поток воды встречает значительное сопротивление, сетка может порваться. Чтобы устранить засор, фильтр периодически прочищают.
6. Отклонение от допустимой глубины всасывания. Когда параметр больше рекомендованной величины, проявляется эффект кавитации. Худший вариант — нарушается целостность водного потока. При превышении нормативной глубины всасывания агрегат не перекачивает воду. Для решения вопроса используют вакуумметр, который монтируют на всасывающем патрубке. Прибор помогает подобрать оптимальные для конкретной модели характеристики: глубину погружения и усилие тяги.

Устранение неисправностей

Чтобы восстановить работоспособность оборудования, сначала демонтируют агрегат, после ремонта — собирают. Наибольшие трудности вызывают операции: разборка подшипниковых узлов, вкладышей, гидропяты, нажимного фланца, полумуфты.

Максимальной аккуратности требует снятие крыльчатки с вала. Чтобы не допустить заедания, важно осторожно демонтировать рабочее колесо. Процесс выполняют поочередно с каждой секцией. Если крыльчатку заклинило (или элемент снимается с трудом), узел слегка разогревают.

Иногда неопытные пользователи не могут собрать конструкцию. Чтобы не допустить ошибки, рекомендуется после демонтажа сфотографировать секции и отдельные детали.

В план сборки входят операции:

• сверка с чертежом, чтобы определить, насколько новый элемент соответствует нормативной документации (чертежу);
• контроль совместимости компонентов: недавно купленных и ранее установленных;
• шлифовка и притирка сопрягаемых поверхностей;
• равномерная затяжка крепежа с применением динамометрического ключа (назначение инструмента — контролировать усилие);
• проверка точности установки рабочего колеса на вал: осевой зазор во всех направлениях должен быть одинаковым;
• контроль погрешности торцевой стороны гидропяты: допустимое отклонение от перпендикулярной оси — не более 0,02 мм.

Специалисты предупреждают: нельзя использовать сварку для восстановления целостности корпуса или крыльчатки. Статистика свидетельствует о недолговечности отремонтированных деталей.

Как оформить заявку на запасные части

В заявке на запасные части для любого промышленного оборудования, в т.ч. центробежных насосов рекомендуется указать максимально полные данные с идентификационной бирки ( шильдика) : модель, серийный номер и дату производства оборудования.

Наша компания является официальным дистрибьютором итальянских производителей центробежных насосов SAER и CALPEDA с правом продаж полного спектра оборудования, поставки запасных частей и расходных материалов.

Заявки и запросы на запасные части обрабатываются в отделе запасных частей. Менеджеры отдела окажут вам профессиональную консультацию по подбору, оформят заказ и предоставят полную информацию о наличии ценах.

Реле давления насосной станции. Правила регулировки и настройки

Если в качестве водоснабжения дома или дачи используются насосные станции, то очень важно изначально правильно установить и настроить все механизмы. Насосная станция — устройство сложное, состоящее из нескольких значимых элементов. К самым важным составляющим относим: гидробак, двигатель, непосредственно насосную часть (в ней насос отвечает за поднятие воды из скважины в точку забора) и контролер давления воды.

Насосный контролер давления — это электронное реле. Его задача состоит в том, чтобы контролировать и регулировать отключения (верхние показатели давления) и включения (нижнее давление) насосного агрегата, гидроаккумулятора.

Именно контроль давления воды является основным элементом насосной станции, после, конечно, насоса — ведь он в этой системе главный.

О том, как настроить реле давления в насосной системе подачи воды, вы узнаете из этой статьи. По ее прочтению вы получите информацию о том, какие есть виды контролеров давления в насосных станциях, в чем заключаются особенности их работы, и как добиться нужного показателя давления в своем насосном оборудовании.

Настройка давления гидроаккумулятора

Гидроаккумулятор, который используется в насосных станциях, бывает двух видов: мембранный или с резиновой грушей внутри корпуса. В первом случае бак, в который поступает вода, разделен на две части, посредине которых находится мембрана. С обеих сторон есть патрубки, в один из которых поступает вода из скважины, во второй — воздух.

Если вместо мембраны внутри гидроаккумулятора резиновая груша, жидкость будет поступать именно в эту резиновую емкость. Воздух заходит посредством специального золотника, накапливается между баковыми стенками и этим резервуаром. Уровень давления зависит от объема воды в резиновой груше: чем больше жидкости, тем выше давление.

Покупая насосную станцию или отдельно гидроаккумулятор, уровень давления там может составлять 1,5 атмосфер. Но часто, при долгом хранении, транспортировке, может немного нарушиться герметизация, снизиться уровень давления. Поэтому сначала нужно проверить давление в гидроаккумуляторе, делается это с помощью манометра, лучше использовать электронные модели, у них наивысшая точность. Но сначала нужно открыть защитный золотник, предварительно открутив декоративный колпачок.

Поломки также могут возникать из-за проблем с гидробаком (наличие трещин, протечек, потеря герметизации). Поэтому для начала нужно проверить, и, если нужно, правильно отрегулировать гидроаккумулятор.

Если после настроек гидроаккумулятора проблемы с работой насосной станции остались, значит, нужно проверить реле давления воды.

Как выбрать автоматику для насосов: основные виды реле давления

Датчик контроля для насосной станции может быть электронным и механическим. Электронное реле давления воды характеризуется большим количеством преимуществ в сравнении с механическими моделями. Во-первых, электронные виды устройств способны защитить двигатель насосного оборудования от работы в сухую, когда в системе отсутствует вода (сухой ход может привести к перегреву, поломке двигателя). Электронная автоматика также хорошо поддерживает необходимый уровень давления системы.

Механическое реле давления также является надежной защитой от работы насоса в сухую, но такие устройства менее функциональны, хотя надежные и стоят намного дешевле электронных моделей.