Arrancador suave para una estación de bombeo. Arranque suave del motor eléctrico con sus propias manos. Arranque directo de la bomba

Todos saben lo genial que es tener un pozo en casa. Es conveniente y efectivo hasta que nada se rompe. Y los problemas tarde o temprano se harán sentir, y según la ley de la mezquindad, en el momento más inoportuno. Abandonar el pozo y cavar un pozo no es una opción. Es mejor prevenir posibles accidentes y protegerse de ellos con antelación.

¿Qué opción de suministro de agua es mejor para una casa privada?

El agua del pozo es levantada por un especial bomba sumergible. Dependiendo del diseño del suministro de agua, se bombea a un tanque especial: un acumulador hidráulico o se alimenta directamente al suministro de agua.

El sistema de tanque es más adecuado para una casa privada. Por ejemplo, para una familia de 3-4 personas, una media de 70 litros al día es suficiente. Para dicho suministro de agua, necesitará: un acumulador de 50 litros para el volumen correspondiente, un interruptor de presión y una bomba con una velocidad de bombeo de 1 m3 / h. Todo junto costará $100.

Pero, para un hotel de 12 habitaciones, esta opción no es rentable, porque se necesita un tanque del tamaño de una habitación entera. Un acumulador hidráulico de 500 litros costará $ 400 y tomará mucho espacio utilizable. Es más barato y más eficiente comprar un convertidor de frecuencia por $150-200.

Suministro de agua con convertidor de frecuencia

El convertidor de frecuencia regula la velocidad del motor eléctrico en función de la presión del suministro de agua. Funciona así principio:

  1. Sobre el tubería de agua se instala un presostato conectado a un convertidor de frecuencia;
  2. El sistema está conectado a la red y el convertidor de frecuencia cambia suavemente las características de la corriente de la bomba;
  3. Debido a esto el gradualmente alcanza la velocidad nominal;
  4. Al llenar las tuberías, la presión aumenta y el relé envía una señal al convertidor de frecuencia, que reduce la velocidad de bombeo.

¿Cuáles son las ventajas de un sistema de este tipo?

La facilidad de uso

Por ejemplo, cuando un visitante en una habitación de hotel se ducha, la presión en las cañerías cae y la bomba funciona más rápido. Cuando se abre el grifo, el motor eléctrico funciona a baja velocidad para que el agua no se drene de las tuberías. Entonces, si desenrosca el grifo, instantáneamente comenzará a fluir bajo la presión requerida.

Seguridad de la red

Cuando se enciende, cada motor eléctrico consume 3-4 veces más electricidad: se produce una corriente de arranque. En este punto, la carga de la red es respectivamente del 300 al 400 % de la nominal. El pico dura una fracción de segundo hasta que el motor eléctrico alcanza la velocidad normal. ¿Por qué es peligroso?

Volvamos a nuestro hotel. Para garantizar que los cortes de energía no dejen a los visitantes sin los beneficios de la civilización, cualquier propietario responsable instalará un generador. Supongamos que la potencia de la fuente de respaldo será de 20 kW, de los cuales 10 kW se destinarán inmediatamente a iluminación, aires acondicionados, enchufes con laptops, etc.

La potencia de la bomba es de 5 kW, pero como su corriente de arranque es de 3 nominales, al arrancar tomará todos los 15 kW. El generador solo puede proporcionar 10 kW, pero esto no será suficiente para el motor eléctrico. Tal carga desactivará el generador y, como resultado, el hotel permanecerá sin luz y agua.

Un convertidor de frecuencia elimina la corriente de arranque. Si en el ejemplo anterior hubiera un convertidor de frecuencia, la carga del generador no superaría los 15 kW y trabajaría en modo seguro.

Larga vida útil de la bomba

La corriente de arranque daña no solo la red, sino también el motor eléctrico. Cada vez que se enciende, funciona en modo anormal y soporta brevemente una carga para la que no fue diseñado. Los arranques y paradas bruscos aumentan el desgaste del motor eléctrico. El convertidor de frecuencia hace una parada suave que duplica la vida útil.

¿Qué sucede si el sistema de suministro de agua no está protegido?

Para que el suministro de agua de la casa sea ininterrumpido y eficiente, todavía necesita protección. Sin duda, la bomba elemento principal en el sistema, pero no importa cuán caro y de alta calidad sea, nada lo salvará de cortocircuito.

Los accidentes ocurren no solo bajo el agua, sino también en el cable sumergible e incluso en la red de la casa. Es difícil predecir qué se romperá primero. Para no jugar a la lotería, es mejor protegerse de todo a la vez.

Arranque suave- dispositivo eléctrico utilizado en motores eléctricos asíncronos, que permite durante el arranque mantener los parámetros del motor (corriente, tensión, etc.) dentro de límites seguros. Su uso reduce las corrientes de arranque, reduce la probabilidad de sobrecalentamiento del motor, elimina las sacudidas en los accionamientos mecánicos, lo que en última instancia aumenta la vida útil del motor eléctrico.

Objetivo

Controlar el proceso de arranque, marcha y parada de motores eléctricos. Los principales problemas de los motores eléctricos asíncronos son:

  • la imposibilidad de hacer coincidir el par motor con el par de carga,
  • alta corriente de arranque.

Durante el arranque, el par suele alcanzar el 150-200 % en una fracción de segundo, lo que puede provocar el fallo de la cadena cinemática de transmisión. En este caso, la corriente de arranque puede ser de 6 a 8 veces mayor que la corriente nominal, lo que provoca problemas con la estabilidad de la potencia. Un arrancador suave evita estos problemas al hacer que la aceleración y desaceleración del motor sean más lentas. Esto permite reducir las corrientes de arranque y evitar tirones en la parte mecánica del accionamiento o choques hidráulicos en tuberías y válvulas al momento de arrancar y parar los motores.

El principio de funcionamiento del arrancador suave.

El principal problema de los motores de inducción es que el momento de fuerza desarrollado por el motor es proporcional al cuadrado de la tensión que se le aplica, lo que genera fuertes tirones del rotor al arrancar y parar el motor, que a su vez provocan una gran corriente de inducción

Los arrancadores suaves pueden ser mecánicos o eléctricos, o una combinación de ambos.

Los dispositivos mecánicos contrarrestan directamente el aumento repentino de la velocidad del motor limitando el par. Pueden ser pastillas de freno, acoplamientos hidráulicos, enclavamientos magnéticos, contrapesos con tiro, etc.

Datos aparatos eléctricos le permite aumentar gradualmente la corriente o el voltaje desde el nivel bajo inicial (voltaje de referencia) hasta el máximo para arrancar y acelerar suavemente el motor a su velocidad nominal. Dichos arrancadores suaves generalmente usan métodos de control de amplitud y, por lo tanto, hacen frente al equipo de arranque en modo inactivo o con carga ligera. Una generación más moderna de arrancadores suaves (por ejemplo, dispositivos de ahorro de energía) utiliza métodos de control de fase y, por lo tanto, puede arrancar accionamientos eléctricos que se caracterizan por modos de arranque pesados ​​"nominal a nominal". Estos arrancadores suaves permiten arranques más frecuentes y tienen modos integrados de ahorro de energía y corrección del factor de potencia.

Selección de arrancadores suaves


cuando está encendido Motor de inducción se produce una corriente de cortocircuito en su rotor durante un breve tiempo, cuya fuerza, después de un conjunto de revoluciones, disminuye a un valor nominal correspondiente a la consumida máquina eléctrica energía. Este fenómeno se ve agravado por el hecho de que, en el momento de la aceleración, el par en el eje también aumenta bruscamente. En consecuencia, protector rompedores de circuito, y si no están instalados, entonces la falla de otros aparatos eléctricos conectado a la misma línea. Y en cualquier caso, aunque no se produjera el accidente, al arrancar los motores eléctricos se produce un aumento del consumo de electricidad. Para compensar o eliminar por completo este fenómeno, se utilizan arrancadores suaves (SCD).

Cómo se implementa el arranque suave

Para arrancar suavemente el motor eléctrico y evitar la corriente de irrupción, se utilizan dos métodos:

  1. Limite la corriente en el devanado del rotor. Para hacer esto, se compone de tres bobinas conectadas según el esquema de "estrella". Sus extremos libres conducen a anillos colectores(colectores) montados en el vástago del eje. Se conecta un reóstato al colector, cuya resistencia en el momento del arranque es máxima. A medida que disminuye, la corriente del rotor aumenta y el motor gira. Estas máquinas se denominan motores de anillos colectores. Se utilizan en equipos de grúas y como motores de tracción para trolebuses y tranvías.
  2. Reduzca el voltaje y las corrientes suministradas al estator. A su vez, esto se implementa usando:

a) autotransformador o reóstato;

b) circuitos clave basados ​​en tiristores o triacs.

Son los circuitos clave los que son la base para la construcción de dispositivos eléctricos, que generalmente se denominan arrancadores suaves o arrancadores suaves. Tenga en cuenta que los convertidores de frecuencia también le permiten arrancar el motor con suavidad, pero solo compensan un fuerte aumento del par sin limitar la corriente de arranque.

El principio de funcionamiento del circuito de llave se basa en el hecho de que los tiristores están desbloqueados en tiempo específico cuando la sinusoide pasa por cero. Por lo general, en esa parte de la fase cuando aumenta el voltaje. Con menos frecuencia, cuando cae. Como resultado, se registra un voltaje pulsante en la salida del arrancador suave, cuya forma es solo aproximadamente similar a una sinusoide. La amplitud de esta curva aumenta a medida que aumenta el intervalo de tiempo cuando se enciende el tiristor.

Criterios de selección de arrancadores suaves

En orden de importancia decreciente, los criterios de selección de dispositivos se organizan en la siguiente secuencia:

  • Energía.
  • Número de fases controladas.
  • Comentario.
  • Funcionalidad.
  • Método de control.
  • Características adicionales.

Energía

El parámetro principal del arrancador suave es el valor de I nom, la intensidad actual para la que están diseñados los tiristores. Ella debe ser varias veces mas valor la fuerza de la corriente que pasa a través del devanado del motor, que ha alcanzado la velocidad nominal. La multiplicidad depende de la gravedad del lanzamiento. Si es ligero: máquinas para cortar metales, ventiladores, bombas, entonces la corriente de arranque es tres veces mayor que la nominal. El arranque pesado es típico de las unidades con un momento de inercia importante. Estos son, por ejemplo, transportadores verticales, aserraderos, prensas. La corriente es cinco veces mayor que la corriente nominal. También existe una puesta en marcha especialmente difícil que acompaña al funcionamiento de bombas de pistón, centrífugas, sierras de banda... Entonces nom arrancador suave debería ser 8-10 veces más.

La gravedad del lanzamiento también afecta el tiempo que tarda en completarse. Puede durar de diez a cuarenta segundos. Durante este tiempo, los tiristores se calientan mucho, ya que disipan parte energía eléctrica. Para repetir, necesitan enfriarse, y esto toma tanto como el ciclo de trabajo. Así que si proceso tecnológico requiere un encendido y apagado frecuente, luego elija un arrancador suave como para un arranque duro. Incluso si su dispositivo no está cargado y aumenta la velocidad fácilmente.

Número de fases

Se pueden controlar una, dos o tres fases. En el primer caso, el dispositivo suaviza el crecimiento del par de arranque en mayor medida que la corriente. Los arrancadores bifásicos más utilizados. Y para casos de arranque pesado y especialmente pesado - trifásico.

Comentario

SCP puede funcionar de acuerdo con un programa dado: aumente el voltaje al valor nominal durante el tiempo especificado. Esta es la solución más simple y común. Disponibilidad comentario flexibiliza el proceso de gestión. Los parámetros para ello son la comparación de tensión y par o el cambio de fase entre las corrientes del rotor y del estator.

Funcionalidad

Capacidad para trabajar en aceleración o frenado. La presencia de un contactor adicional que desvía el circuito clave y permite que se enfríe, y también elimina la asimetría de fase debido a una violación de la forma de la sinusoide, lo que conduce al sobrecalentamiento de los devanados.

Método de control

Puede ser analógico, girando los potenciómetros en el panel, y digital, usando un microcontrolador digital.

Funciones adicionales

Todos los tipos de protección, modo de ahorro de energía, posibilidad de arrancar con un tirón, trabajo a velocidad reducida (regulación de pseudofrecuencia).

El arrancador suave correctamente seleccionado duplica la vida útil de los motores eléctricos, ahorrahasta un 30 por ciento electricidad.

Por qué necesita un arrancador suave (arrancador suave)

Cada vez más, cuando se inician los accionamientos eléctricos de bombas, ventiladores, se utiliza un arrancador suave (arrancador suave). ¿Con qué está conectado? En nuestro artículo intentaremos resaltar este problema.

Los motores de inducción han estado en uso durante más de cien años y relativamente poco ha cambiado en su funcionamiento. El lanzamiento de estos dispositivos y los problemas asociados con él son bien conocidos por sus propietarios. Las corrientes de arranque provocan caídas de tensión y sobrecargas en el cableado, por lo que:

    algunos equipos eléctricos pueden apagarse espontáneamente;

    posible falla de hardware, etc.

Un arrancador suave comprado y conectado instalado a tiempo le permite evitar gasto adicional dinero y dolores de cabeza.

¿Qué es la corriente de arranque?

El principio de funcionamiento de los motores asíncronos se basa en el fenómeno inducción electromagnética. La acumulación de fuerza electromotriz inversa (e.f. s), que se crea aplicando una variación campo magnético durante el arranque del motor, conduce a transitorios en sistema eléctrico. Este transitorio puede afectar el sistema de alimentación y otros equipos conectados a él.

Durante el arranque, el motor acelera hasta la velocidad máxima. La duración de los transitorios iniciales depende del diseño de la unidad y de las características de la carga. El par de arranque debe ser el más grande y las corrientes de arranque deben ser las más pequeñas. Estos últimos conllevan consecuencias perjudiciales para la propia unidad, el sistema de alimentación y los equipos conectados a él.

Durante el período inicial, la corriente de arranque puede alcanzar de cinco a ocho veces la corriente a plena carga. Durante el arranque del motor, los cables se ven obligados a transportar más corriente que durante el período de estado estable. La caída de tensión en el sistema también será mucho mayor durante el arranque que durante el funcionamiento estable; esto se vuelve especialmente evidente durante el arranque. unidad poderosa o un número grande motores eléctricos al mismo tiempo.

Métodos de protección del motor

A medida que se generalizó el uso de motores eléctricos, superar los problemas de arranque se convirtió en un desafío. A lo largo de los años, se han desarrollado varios métodos para resolver estos problemas, cada uno con sus propias ventajas y limitaciones.

Recientemente, se han realizado avances significativos en el uso de la electrónica en la regulación de energía eléctrica para motores. Cada vez más, cuando se inician accionamientos eléctricos de bombas y ventiladores, se utilizan arrancadores suaves. La cosa es que el dispositivo tiene una serie de características.

Una característica del arrancador es que aplica suavemente voltaje a los devanados del motor desde cero hasta el valor nominal, lo que permite que el motor acelere suavemente hasta la velocidad máxima. El momento mecánico desarrollado por el motor eléctrico es proporcional al cuadrado del voltaje que se le aplica.

Durante el proceso de arranque, el arrancador suave aumenta gradualmente el voltaje aplicado y el motor eléctrico acelera a la velocidad nominal sin par elevado ni picos de corriente.

Tipos de arrancadores suaves

Hasta la fecha, se utilizan tres tipos de arrancadores suaves para el arranque suave de los equipos: con una, dos y con todas las fases controladas.

El primer tipo se aplica al motor monofásico para garantizar protección confiable sobrecarga, sobrecalentamiento y reduce el efecto de la interferencia electromagnética.

Como regla general, el segundo tipo de circuito, además de la placa de control de semiconductores, incluye un contactor de derivación. Una vez que el motor ha alcanzado la velocidad nominal, el contactor de derivación se activa y proporciona voltaje directo al motor.

El tipo trifásico es la solución más óptima y técnicamente avanzada. Proporciona limitación de intensidad de campo magnético y corriente sin distorsiones de fase.

¿Por qué necesita un arrancador suave?

Debido al precio relativamente bajo, la popularidad de los arrancadores suaves está cobrando impulso mercado moderno industriales y electrodomésticos. El arrancador suave para un motor eléctrico asíncrono es necesario para prolongar su vida útil. gran ventaja arrancador suave es que el arranque se realiza con una aceleración suave, sin tirones.

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2007-08-28

El crecimiento de la construcción tanto residencial como industrial ha convertido recientemente a un suministro de agua estable y de alta calidad en una de las principales prioridades. Uno de sus métodos más prometedores es el uso de fuentes subterráneas a través de pozos de varias profundidades. Permiten a los propietarios obtener una cantidad significativa de agua. buena calidad, y los términos de operación activa son grandes y pueden ser decenas de años. Al mismo tiempo, un pozo es una estructura hidráulica compleja que requiere un enfoque calificado para la disposición y un equipo confiable: bombas de pozo.

Arroz. 2. Arranque del motor eléctrico por el método estrella-triángulo



Estas unidades están especialmente diseñadas para operar en suficiente condiciones difíciles(espacio de pozo angosto, elevado carga térmica en el motor, etc.). Son bastante caros y, debido a los detalles de la instalación, su reparación está asociada con dificultades y costos significativos. Por lo tanto, al seleccionar dicho equipo, se debe prestar atención a una serie de detalles y puntos prácticos que ayudará a aumentar la duración operación ininterrumpida equipos y minimizar los costos operativos.

Uno de estos parámetros clave es el método de lanzamiento. Como sabe, la corriente de arranque del motor de la bomba suele ser de 4 a 7 veces mayor que la corriente de carga nominal. Esto conduce a un mayor desgaste electrotérmico del aislamiento del devanado del estator, lo que afecta significativamente la confiabilidad y durabilidad del motor eléctrico. Además, si la red de distribución de energía es insuficiente, es posible una caída de voltaje a corto plazo, lo que afecta negativamente el funcionamiento de otros equipos eléctricos conectados a la misma red.

Tal lanzamiento también es perjudicial para la unidad y el pozo en su conjunto, ya que a menudo va acompañado de un golpe de ariete que destruye tuberías, accesorios y la propia bomba. Además, con tal comienzo, hay una gran entrada de agua en el pozo desde el acuífero, por lo que la zona del filtro se destruye y la arena ingresa al pozo. La mayoría solución efectiva todos estos problemas es asegurar un buen arranque de la bomba, para lo cual una serie de varios métodos. Todos ellos tienen ventajas y desventajas. En este material, intentamos comparar su efectividad y costo.

Factores negativos derivados del funcionamiento de los motores eléctricos de las bombas de pozo

Al organizar el suministro de agua en función del uso agua subterránea Los modos tecnológicos de operación de los pozos de agua incluyen modos de arranque de bombas sumergibles, cuyo número puede llegar a 30 arranques/paradas por hora (ver Tabla 1). El arranque de las bombas sumergibles es una de las condiciones más desfavorables para sus motores eléctricos, tuberías de elevación de agua y la parte de manejo de agua del pozo.

El motor eléctrico de la bomba sumergible durante este período está sujeto a una carga máxima durante un breve período de tiempo, porque. su corriente de arranque, repetimos, es 4-7 veces mayor que el valor nominal a un par de arranque relativamente bajo. Además, el salto en la corriente de arranque crea un momento electromagnético de choque que se transmite a través del eje del motor al impulsor de la bomba.

Bajo tales condiciones, las fluctuaciones de presión máximas durante el choque hidráulico son posibles en la cadena de tuberías de elevación de agua, y los valores altos de entrada de agua al pozo desde el acuífero son posibles en la parte de retención de agua. En este caso, el modo de inicio se caracteriza por dos períodos:

  • el primero (t 1 = 0,9-0,5 s), durante el cual se presentan valores elevados de caudales de entrada de agua al pozo desde el acuífero en la parte superior del filtro. Además, hay un cambio brusco en la presión, que viola la estabilidad de la zona del filtro (se lleva a cabo la arena);
  • el segundo (t 2 \u003d 1-5 s) bajo ciertas condiciones se acompaña de un choque hidráulico en la tubería de presión.

Por exclusión fenómenos negativos procesos transitorios que ocurren durante la puesta en marcha de bombas sumergibles, desarrollados esquemas tecnológicos equipo de pozo. Se basan en principios eléctricos (mediante dispositivos que modifican el número de revoluciones del motor eléctrico) del suministro de agua mediante bombas sumergibles e hidráulicos (mediante válvulas de cierre y control). En este artículo se analiza el componente eléctrico de la solución del problema, así como su impacto en la eficiencia energética de los equipos de bombeo utilizados.

Formas existentes para reducir las corrientes de arranque de los motores eléctricos. Su implementación en el ejemplo de las bombas de pozo Grundfos

Como regla, en bombas de pozo se utilizan los siguientes métodos para reducir las corrientes de arranque de sus motores eléctricos: DOL - conexión directa; SD - inclusión por el método "estrella-triángulo"; método de encendido del motor eléctrico por medio de un transformador de arranque - AF; SS es arranque suave y FC es convertidor de frecuencia (consulte la tabla 2). Al elegir un método para reducir las corrientes de arranque, se debe tener en cuenta el alcance del equipo de bombeo, requerimientos técnicos, así como las normas y reglamentos vigentes para el funcionamiento de las redes eléctricas.

Método directo (DOL)

Al comenzar con el método DOL, como se muestra en la fig. 1, el contactor o dispositivos similares están conectados a la red directamente. Con otros parámetros constantes, DOL es el método de arranque en el que se produce una cantidad mínima de calor en el motor eléctrico y, por lo tanto, para motores eléctricos de hasta 45 kW, se asegura plazo máximo servicios. Sin embargo, para motores más grandes, la carga mecánica es tan grande que se recomienda reducir las corrientes.

Método de conexión estrella-triángulo (SD)

Este es el método más utilizado para reducir las corrientes de irrupción. Durante el arranque, el motor eléctrico se enciende en la "estrella" y, una vez finalizada la puesta en marcha, cambia al "triángulo". Tal conmutación se realiza automáticamente después de un intervalo de tiempo especificado. Cuando se inicia en la posición "estrella", la corriente es un tercio más baja que cuando se inicia con conexión directa y se encuentra entre 1,8 y 2,5 de la corriente nominal.

El método es relativamente barato, simple y confiable. Para bombas con bajo momento de inercia, como las sumergibles, el arranque estrella-triángulo no es muy eficiente o incluso económico. El hecho es que el diámetro de las bombas sumergibles y sus motores de accionamiento es pequeño. Por lo tanto, la masa del impulsor es pequeña, por lo que el momento de inercia también es pequeño. Como resultado, las bombas sumergibles necesitan solo 0,1 s para acelerar de 0 a 2900 min-1.

Esto también significa que la bomba se detiene inmediatamente cuando se cambia la corriente. La comparación de las corrientes de irrupción que ocurren durante la conexión directa y cuando se enciende según el método estrella-triángulo, en la primera etapa muestra una disminución notable en el valor actual. Al cambiar de estrella a triángulo, la bomba se detiene rápidamente y debe ponerse en marcha directamente por segunda vez.

Del diagrama (Fig. 2) se puede ver que en la segunda etapa no hay una reducción significativa en la corriente de arranque. La situación es algo diferente para bombas centrífugas tener mayor diámetro y una masa más grande y que tiene un momento de inercia más largo. Con motores de más de 45 kW, generalmente se puede lograr una reducción significativa en el segundo pico de corriente.

Cabe señalar que también larga vida útil el motor en estrella conduce a su sobrecalentamiento y, en consecuencia, reduce la vida útil. Instalaciones que contienen Bombas sumergibles con motores conectados por este método suelen ser más caros que las alternativas, ya que el motor requiere dos cables de conexión (en lugar del que normalmente se necesita).

Método del transformador de arranque (AF)

En este método de arranque (también llamado método de Korndorff), la tensión se reduce mediante transformadores (normalmente dos), uno para cada fase. Los transformadores suelen tener dos salidas de red, una para el 75 % y otra para el 60 %. Cuando se utiliza una salida del 60 %, la corriente de irrupción se reduce, de forma similar al arranque estrella-triángulo. Al arrancar, el motor eléctrico recibe primero un voltaje reducido y luego uno completo.

Al conmutar, los devanados del transformador se conectan como bobinas de choque. Esto significa que el motor permanece conectado a la red en todo momento y su velocidad no disminuye. El consumo de electricidad en el arranque se muestra en el diagrama (Fig. 3). Los transformadores de arranque son relativamente caros, pero muy fiables. Naturalmente, la corriente de arranque está determinada por las características del motor eléctrico y la bomba y, dependiendo de sus tamaños, puede variar significativamente.

Motor de arranque suave (SS)

Un arrancador suave de motor es un dispositivo electrónico que reduce el voltaje y, en consecuencia, la corriente de arranque por control de fase. El dispositivo electrónico contiene un bloque de ajuste, donde se configuran varios parámetros de funcionamiento y protección, y un bloque de potencia con un tiristor triodo simétrico. La corriente de arranque está limitada, por regla general, a un valor de dos a tres veces la corriente de funcionamiento.

Mientras se mantienen otros parámetros, apagar el motor con este método también proporciona una disminución en el par de arranque inicial. La presencia de inercia durante el proceso de arranque puede conducir a una generación de calor significativa en el motor eléctrico y por lo tanto a una disminución de su vida útil. Sin embargo, este problema con tiempos cortos de aceleración/deceleración, por ejemplo dentro de 3 s, no tiene importancia práctica.

Esta declaración también se aplica a los motores de arranque que utilizan los métodos SD (conexión estrella-triángulo) y AF (transformador de arranque). Por lo tanto, cuando opere bombas de pozo Grundfos, se recomienda observar el tiempo de aceleración/desaceleración que se muestra en el gráfico (Fig. 4) para un arranque suave. Si se requiere un par de arranque particularmente alto, la tensión de arranque se puede aumentar hasta en un 55 %.

Sin embargo, esto no es necesario en condiciones normales de funcionamiento. Con un arranque suave del motor eléctrico, su interruptor proporciona un suministro de corriente no sinusoidal y, en cierta medida, crea armónicos más altos. Debido a los tiempos de aceleración/desaceleración muy cortos con punto práctico visión (y en las normas relativas a los armónicos superiores) esto no encuentra mucho uso.

En general, se recomienda instalar un interruptor de arranque suave junto con un contactor de derivación para que el motor funcione en modo DOL durante el funcionamiento. Esto asegura un mínimo desgaste y pérdida de potencia en el arrancador suave. En el caso de que el arranque suave de los motores eléctricos se realice a través de un contactor de bypass, estos pueden trabajar con un sistema de protección térmica (Tempson).

Arranque mediante convertidor de frecuencia (FC)

Arrancar un motor con un convertidor de frecuencia es opción perfecta en términos de reducción de la corriente de arranque así como del impulso de presión. El esquema de tal puesta en marcha se muestra en la fig. 5. La ventaja de este método es que la corriente de arranque se mantiene al nivel Corriente nominal motor eléctrico. Esto significa que el número de encendidos y apagados necesarios por hora se puede configurar en cualquier número.

En varios modelos, por ejemplo, en las bombas SQ y SQE, la función de arranque y parada suave gracias a los convertidores de frecuencia está integrada, lo que facilita la instalación y el funcionamiento.

Algunas características del uso de arrancadores suaves y dispositivos de protección para bombas de pozo

De todos los métodos descritos, arrancar un motor con un convertidor de frecuencia es el más costoso. Por lo tanto, se usa solo si, durante un período de tiempo, es necesaria la regulación continua de la potencia del motor eléctrico. Por ejemplo, con consumo de agua variable, cuando cambiando la frecuencia es posible mantener una presión constante a la salida de la bomba y ahorrar energía.

Además, en algunos casos existen ciertas restricciones en el uso de convertidores de frecuencia. Por lo tanto, la ejecución de todas las bombas de pozo de la serie SP-A y SP de Grundfos permite su funcionamiento con un convertidor de frecuencia, sujeto a los siguientes parámetros: la frecuencia mínima debe ser de 30 Hz, la frecuencia máxima debe ser de 60 Hz (dependiendo de la potencia de el motor eléctrico).

En este caso, se debe seleccionar el motor eléctrico, si es posible, un tamaño estándar mayor, o se debe prever el uso de un motor eléctrico de propósito general con una carga térmica menor. Además, es necesario garantizar una refrigeración suficiente de la bomba (gracias a una carcasa especial). Asegúrese de que la tensión y la frecuencia cambien proporcionalmente (V/f = constante) y ajuste el convertidor de frecuencia a la corriente nominal del motor sumergible seleccionado.

También tenga en cuenta que el termostato Tempcon instalado en los devanados del motor de las bombas MS4000 y MS6000 SP no funcionará correctamente cuando se utilice un convertidor de frecuencia. Para monitorear la temperatura del motor, se recomienda instalar sensores de temperatura Pt100 adicionales. Se recomienda utilizar el módulo MP 204 como dispositivo de protección del motor para bombas SP, que se puede utilizar tanto por separado como como parte de un gabinete. Control PM 204.

Este dispositivo le permite proteger y monitorear el motor para parámetros importantes como sobre y bajo voltaje, sobre y bajo corriente, resistencia de aislamiento, temperatura del motor, secuencia de fase, pérdida de fase, cos (f), consumo de energía, distorsión armónica, número de inicios y horas de funcionamiento. Pero tenga en cuenta que el MP 204 no se puede utilizar junto con un convertidor de frecuencia.

Con base en los datos presentados, es obvio que la elección del sistema de lanzamiento está determinada en última instancia por condiciones específicas, como la potencia de la bomba, la necesidad de ajustar el rendimiento de la bomba durante su funcionamiento. Al mismo tiempo, en el caso general, para dispositivos suficientemente potentes (más de 45 kW) forma óptima en términos de costo y efectividad es un comienzo suave.

El uso de tales sistemas permite minimizar la posibilidad de daño a tuberías y equipos por golpe de ariete, protege la red eléctrica de picos de carga y permite optimizar costos de operación.

Bomba de fondo de pozo, debido a la necesidad de proporcionar alto rendimiento con dimensiones transversales más bien pequeñas, es dispositivo complejo operando en condiciones bastante duras. Y si consideramos que su instalación (así como su desmontaje) es un trabajo bastante laborioso, entonces la confiabilidad de la bomba de pozo es de suma importancia. Uno de los factores que influyen decisivamente en la duración del funcionamiento de esta unidad son las corrientes de arranque. Debido al hecho de que las partes giratorias del motor eléctrico y la propia bomba tienen una cierta inercia, en contraste con la corriente (es decir, la magnitud de la corriente puede alcanzar casi instantáneamente muy valores altos), luego, cuando se enciende, surgen corrientes de arranque que son 4-10 veces más altas que las nominales. ¿Y si la bomba del pozo también se enciende a menudo? Por ejemplo, ¿debido al pequeño volumen del acumulador de membrana o al ajuste incorrecto del interruptor de presión? Está claro que, al final, el aislamiento del devanado del motor no resistirá cargas térmicas tan altas y se producirá un cortocircuito, lo que provocará la avería de la bomba. Para reducir las corrientes de arranque, utilice varios sistemas comienzo suave

Tipos de arranque suave

Actualmente, dos sistemas de arranque suave se utilizan principalmente para bombas de pozo:

  1. 1.Comienzo suaveSS. Con este método, con la ayuda de la electrónica, se aplica al motor eléctrico un voltaje que aumenta gradualmente (y, por lo tanto, una corriente que aumenta gradualmente). La regulación de tensión se realiza mediante control de fase. Muchas estaciones (paneles) para controlar bombas de pozo, tanto de marcas nacionales como extranjeras, funcionan según este principio: Cascade, Vysota, Grundfos, Pedrollo, etc.
  2. 2. Arranque suave con conversión de frecuencia. Este método es el más perfecto en términos de reducción de las corrientes de irrupción. La conversión de frecuencia le permite mantener la corriente de arranque en el nivel nominal. La principal desventaja de las estaciones de control (paneles) con un variador de frecuencia controlado es su alto costo, comparable al costo de la propia bomba. Entre los modelos domésticos, cabe destacar STEP, SU-CHE, SUN. UN SOL. Los modelos extranjeros más populares son SIRIO y SIRIO-ENTRY 230 Italiano marca comercial ITALTECHNICA. Cabe decir que las bombas de pozo de la serie SQ / SQE tienen un sistema de arranque suave incorporado basado en la conversión de frecuencia.

Beneficios de arranque suave

  1. Reducción de las corrientes de arranque (en el caso de un variador de frecuencia, las corrientes de arranque se reducen a la nominal).
  2. Reducción de cargas mecánicas en el impulsor y cojinetes de la bomba de pozo.
  3. Reducir o prevenir por completo el golpe de ariete que se produce cuando se enciende la bomba. El golpe de ariete afecta negativamente no solo a la bomba en sí, sino también al pozo, lo que provoca cargas adicionales en las juntas tubos de revestimiento y provocando un rápido desgaste del filtro. Como resultado, el pozo comienza a lijarse.

Sobre la base de un sistema de arranque suave controlado por frecuencia, es posible controlar la potencia de la bomba cambiando la velocidad de su motor. Es decir, el sistema de control selecciona con precisión la velocidad del motor eléctrico y, por lo tanto, su potencia de acuerdo con la requerida. este momento rendimiento manteniendo una presión constante en la red. En otras palabras, el funcionamiento del motor eléctrico consume exactamente la electricidad necesaria para garantizar el rendimiento requerido y ni un julio más. Este sistema se implementa en el fondo del pozo Bombas Grundfos serie SQ.

Organización: GK "ASU-Tecnología"


El problema de aumentar la presión en las instalaciones de bombeo para aumentar la presión se resuelve utilizando dos coordenadas de control principales: el arranque y parada en cascada de bombas adicionales, así como la regulación de frecuencia por una o más bombas. Arrancar y detener bombas adicionales asegura que la presión de la línea de presión se mantenga dentro de los límites especificados, el control de frecuencia asegura que la presión se mantenga en un nivel determinado.

Cabe señalar que la parada de cada bomba que no esté controlada por un convertidor de frecuencia o un arrancador suave se realiza desconectándola directamente de la red de alimentación o en el modo "autofuncionamiento". Tal apagado, por regla general, no provoca picos de corriente en las redes de voltaje de suministro y un golpe de ariete notable. Sin embargo, con un aumento de la altura estática, las paradas directas de las bombas pueden provocar golpes de ariete, determinados por la relación Hst/Nf, respectivamente, de la altura estática y ficticia de la instalación.

El arranque de bombas adicionales en dichos equipos determina los transitorios en redes electricas tensión de alimentación, así como en líneas hidráulicas a presión.

Comience cada bomba adicional se puede producir de las siguientes maneras:

  1. inicio directo;
  2. Comience de acuerdo con el esquema "estrella - delta";
  3. Comience desde un arrancador suave (UPP);
  4. Comience desde el convertidor de frecuencia (FC).

Echemos un vistazo a cada uno de estos métodos de lanzamiento.

1. Arranque directo de la bomba

Producido por conexión directa del motor de la bomba a la red de tensión de alimentación. Ventajas de este método de inicio: bajos costos de hardware, alta confiabilidad. Principales desventajas:

  • en el momento de conectar el motor a la red a velocidad de rotación cero y, en consecuencia, deslizamiento S=1, se produce una corriente de cortocircuito I1kz en el devanado del estator, que es 5 ... 7 veces mayor que la corriente nominal del motor (figura 4);
  • la presencia de golpe de ariete en la línea de presión.

La reducción de los choques hidráulicos en la línea de presión se puede realizar arrancando la bomba en una válvula cerrada con su posterior apertura gradual, sin embargo, en este caso, aumentan los costos de hardware para la válvula, cuya caja de engranajes debe tener un factor de servicio de al menos 1,8, lo que conduce a un aumento en el costo del sistema de control de la estación de bombeo.

El oscilograma del valor de la corriente activa Ia con un arranque directo de una bomba con una potencia de 11 kW a una válvula cerrada se muestra en la Fig. 1


El oscilograma (Fig. 1) muestra que los pulsos de corriente en la red de alimentación del motor eléctrico de la bomba durante su arranque directo, incluso en una válvula cerrada, alcanzan aproximadamente el 6,7 de la corriente nominal del motor eléctrico Inom y están en menos 147 A para una bomba con una potencia de P = 11 kW. En este caso, la duración del pulso es de 0,004 segundos.

El oscilograma del cambio de presión aguas abajo de la bomba cuando arranca con una válvula cerrada se muestra en la fig. 2. El cambio de presión en un corto período de tiempo: se determina el golpe de ariete al arrancar la bomba los siguientes parámetros: Aumento de altura de 20 metros durante 0,06 segundos.


La puesta en marcha directa de una bomba adicional en algunos casos se lleva a cabo en presencia de una bomba que funciona en paralelo con regulación de frecuencia. Los principales indicadores de la dinámica del control de frecuencia de la bomba son el tiempo de inicio de rampa, durante el cual la bomba se acelera suavemente desde cero hasta la velocidad de rotación máxima, así como el tiempo de parada de rampa, durante el cual la bomba se detiene suavemente desde la velocidad máxima de rotación. Como muestra la experiencia unidades de bombeo, la rampa "más corta", caracterizada por el cambio más pronunciado en la frecuencia de la tensión de alimentación de la bomba durante su arranque y parada, puede determinarse por un valor de no más de 10 Hz/s.

Durante el tiempo de golpe de ariete Δt ≤0,06 s, el convertidor de frecuencia podrá reducir la frecuencia de la tensión de alimentación en no más de 0,6 Hz. Teniendo en cuenta la presencia de un circuito de filtrado de las señales del sensor, así como el tiempo de reacción del circuito de control PID, que aseguran la estabilidad de los procesos transitorios, un cambio en la velocidad de la bomba de velocidad variable en la dirección de su disminución puede realizarse sólo 0,8 ... 1,2 segundos después de que se produzca el golpe de ariete.

Así, la presencia de una bomba controlada por un convertidor de frecuencia no permite amortiguar los choques hidráulicos que se producen durante el arranque directo de una bomba adicional.

2. Puesta en marcha de la bomba según el esquema "estrella-triángulo"

La ventaja de este método es la posibilidad de un arranque sin sacudidas de la bomba debido a una disminución en el par de arranque cuando disminuye el voltaje de suministro de los devanados del estator del motor.

La desventaja obvia de este método es el aumento en el número de equipos de conmutación (Fig. 3). El arranque con conmutación del devanado del motor solo se puede implementar para bombas con un devanado de fase nominal de 0,4 kV.


Las dependencias del cambio de par en el eje del motor de la bomba M y la corriente del estator activa consumida I1 en la cantidad de deslizamiento del motor S se muestran en la Fig. 4.

Al arrancar el motor de la bomba, sus devanados se conectan de acuerdo con el esquema de "estrella" (Fig. 3). En este caso, el voltaje de fase en el estator se reduce por un factor. La corriente en los devanados de fase del motor también disminuye en la misma cantidad (Fig. 4).

Hay que tener en cuenta que el par electromagnético de un motor de inducción es proporcional al cuadrado de la tensión de red: . Por lo tanto, una disminución en el voltaje de suministro suministrado al devanado de trabajo por un factor de 380 a 220 V provocará una disminución en el par por un factor de 3 (M0Δ = 3M0 estrella, Fig. 4), lo que, a su vez, conduce a un aumento en el deslizamiento. Dado que el funcionamiento del motor eléctrico cuando los devanados se encienden según el esquema "estrella" se produce en un área inestable características mecánicas M=M(S), determinado por el valor de deslizamiento Skr

De acuerdo con esto, la velocidad de la bomba con una disminución en el voltaje de suministro de los devanados del estator está limitada por la condición de que la igualdad M resistencia = M rotación.

La rotación del motor de la bomba durante el tiempo Tstar = t1 cuando se enciende de acuerdo con el esquema de "estrella" (4 ... 6 segundos) con mayor deslizamiento provoca un aumento en la corriente del estator (Fig. 4). La ausencia de un circuito limitador de corriente puede provocar el sobrecalentamiento de los devanados del motor y, en algunos casos, el funcionamiento de la protección electromagnética o térmica con aumento del momento de resistencia por parte de la bomba.

Arroz. 4. Gráficos de dependencias del par del accionamiento eléctrico de la bomba y la corriente del devanado del estator sobre la cantidad de deslizamiento durante el arranque directo y el arranque según el esquema "estrella-triángulo"


Mmax es el valor máximo del par correspondiente al deslizamiento Skr > 0; Mnom es el valor nominal del par correspondiente al deslizamiento nominal Snom; M0star, M0Δ: par de arranque cuando se encienden los devanados del motor de la bomba, respectivamente, de acuerdo con los esquemas de "estrella" y "triángulo"; I1star, I1Δ(I1kz): los valores de la corriente de arranque cuando se encienden los devanados del motor de la bomba, respectivamente, de acuerdo con los esquemas de "estrella" y "triángulo" (corriente de cortocircuito); I0: el valor de la corriente del estator al cambiar los devanados del circuito "estrella" al circuito "triángulo" en Tpause = 0; I1max: el valor máximo de la corriente del estator en S1<0; Sзвезда /Δ – скольжение электродвигателя насоса в момент отключения питающего напряжения при работе по схеме «звезда»; -S0 – минимально возможное значение скольжения электродвигателя насоса после отключения обмоток по схеме «звезда»;
0-t1 - hora de inicio según el esquema "estrella"; t1-t2 - tiempo de parada completa de la bomba; t2-t3: hora de inicio de la bomba cuando los devanados se encienden de acuerdo con el esquema de "triángulo" después de que se haya detenido por completo; t3-t4 - tiempo de arranque directo de la bomba según el esquema "triángulo".

Después de que la bomba se acelera cuando los devanados del motor se encienden de acuerdo con el esquema "estrella", después del tiempo Tstar, el control automático de la estación de bombeo la desconecta de la red de tensión de alimentación y, después del tiempo Tpausa, la conecta a la red eléctrica. red de acuerdo con el esquema de "triángulo". El tiempo Tpausa proporciona una reducción de la corriente de desmagnetización del rotor durante el “automarcha” de la bomba (S<0 – рис.4) и насыщение железа статора. При сокращении Тпаузы степень насыщения железа статора и, как следствие, индуктивное сопротивление его обмотки снижается, что приводит к значительным броскам тока в сети питающего напряжения при подключении двигателя по схеме «треугольник» .

El estado del motor eléctrico, determinado por el valor de deslizamiento S=0, es inestable: cuando los devanados se desconectan de la red de tensión de alimentación, pasa del estado S=0 al estado S=1, saltándose los estados intermedios (Fig. 4 ). Dado que el tiempo de parada de una bomba cargada cuando los devanados se encienden de acuerdo con el esquema "estrella" tres = t2-t1 es muy pequeño, es prácticamente imposible proporcionar la condición para su arranque "sin golpes" cuando se encienden los devanados durante t2<Тпаузы< t1 без разумных аппаратных затрат.

De acuerdo con esto, la conmutación de los devanados en Skr El arranque de la bomba con conmutación de devanados es efectivo solo si se puede acelerar cuando los devanados se encienden de acuerdo con el esquema de "estrella" al valor Sstar ≈ Snom, y se lleva a una sección estable de la característica mecánica para que el motor pueda ser comenzó después de cambiar los devanados en el esquema de "triángulo" provino del valor de SΔ

Por lo tanto, arrancar la bomba cambiando los devanados del motor del circuito "estrella" al circuito "triángulo" es un medio ineficiente para reducir los picos de corriente en la red de voltaje de suministro y el golpe de ariete en la línea de presión.

3. Bombas de arranque desde un arrancador suave

También se realiza con una disminución de la tensión de alimentación con su posterior aumento al valor nominal, sin embargo, a diferencia del arranque estrella-triángulo, la corriente del estator del motor está limitada por el valor (2..3) Inom.

En la fig. la figura 5a muestra la estructura de una estación de bombeo con un inversor y un arrancador suave para cada bomba; 5b - con un inversor y un arrancador suave para un grupo de bombas. La ventaja de este método es garantizar un arranque suave de cada bomba, lo que evita golpes de ariete, así como sobretensiones en la red de tensión de alimentación.

Figura 5. Diagrama estructural de arranque de bombas adicionales utilizando un inversor y un arrancador suave


Las principales desventajas del circuito en la Fig. 5a:

  • redundancia de hardware, que aumenta el costo de la estación de bombeo;
  • pérdida de la función de regulación de frecuencia del control automático de la bomba en caso de falla de la misma, operando desde el inversor;
  • disminución de los indicadores de confiabilidad debido a un aumento en el número de arrancadores suaves;
  • imposibilidad de reserva de falla del arrancador suave;
  • la imposibilidad de implementar un esquema de alternancia automática para todas las bombas para garantizar la uniformidad del agotamiento de sus recursos.

Diagramas de la fig. 5B:

  • un aumento en los elementos de conmutación de la bomba, lo que reduce la confiabilidad del sistema de control;
  • falta de protección del inversor contra el cortocircuito de sus llaves de salida a la red de voltaje de suministro, que es una condición crítica para la falla del convertidor.

Desventajas generales de los esquemas 5a, 5b:

  • sobrecalentamiento de los devanados del motor durante el arranque con aumento del deslizamiento debido a la disminución del par, así como a la tensión de alimentación no sinusoidal;
  • limitando el número de arranques de bombas adicionales. Entonces, por ejemplo, los arrancadores suaves con una potencia de más de 4 kW proporcionan no más de 20 arranques de bombas adicionales por hora con una duración de arranque de 6 ... 8 segundos debido al sobrecalentamiento de los interruptores de tiristores. Por lo tanto, el esquema 4a permite implementar no más de 30 arranques, esquema 5b: no más de 15 arranques de bombas adicionales por hora. Cuando el tiempo de arranque de la primera bomba adicional es de 16…18 segundos, la parada de la primera bomba es de 12…16 segundos, el número de arranques y paradas de cada bomba adicional puede exceder los 120 ciclos por hora cuando el sistema de aumento de presión está funcionando en zonas de rendimiento inestable.

Una parada suave de cada bomba desde el arrancador suave reducirá aún más el número de ciclos de arranque por bomba por hora.

Por lo tanto, el uso de un arrancador suave en el circuito de control conduce a un deterioro en la precisión del mantenimiento de la presión en la línea de presión, lo que, por un lado, conduce a pérdidas de presión debido a un aumento de presión, por otro lado, a una disminución indeseable de la presión en los puntos dictados.

4. Arranque de cada bomba adicional desde el convertidor de frecuencia

La ventaja de este método es la posibilidad de un arranque suave de cada bomba, lo que garantiza la ausencia de picos de corriente en las redes de tensión de alimentación y golpes de ariete en las líneas de presión.

Al implementar este método de arranque, es posible minimizar los costos de hardware en las estaciones de bombeo, asegurar el agotamiento uniforme del recurso de todas las bombas, así como la redundancia funcional del convertidor de frecuencia en caso de falla del mismo mediante el arranque y parada directos de las bombas. basado en el nivel de presión en la línea de presión.
La estructura del sistema de conmutación de bombas para el circuito de control con un FC se muestra en la Fig.6.


La complejidad de la implementación de este método radica en el hecho de que el arranque de cada bomba adicional desde un convertidor de frecuencia (FC) para circuitos de control con un número de FC menor que el número de bombas solo es posible después de cambiar la bomba controlada por el convertidor a la red de tensión de alimentación.

Por lo tanto, para implementar este método de arranque de bombas, es necesario resolver dos problemas:
a) conmutación de la bomba controlada por el convertidor de frecuencia a la red de tensión de alimentación;
b) poner en marcha la siguiente bomba prioritaria desde el convertidor de frecuencia.

Las características mecánicas M=M(S) y electromecánicas I1=I1(S) del motor de la bomba cuando se cambia del inversor a la red de tensión de alimentación se muestran en la fig. 7.

La rotación de la bomba por el convertidor de frecuencia antes de conectarse a la red se lleva a cabo con los valores nominales de la velocidad nnom, par Mnom en el valor nominal de deslizamiento Snom. Cuando los devanados del motor se desconectan del convertidor de frecuencia en el momento del tiempo de conmutación tk, el motor cambia al modo generador, su deslizamiento cambia de signo y toma el valor -1< -Sк < -Sкр.

Valor de deslizamiento Sc<0 в генераторном режиме при отключении питающего напряжения ПЧ зависит от инерционности электродвигателя и насоса, определяемой массой и диаметром ротора электродвигателя и рабочего колеса насоса . Очевидно, чем мощнее и, соответственно, инерционнее электродвигатель и насос, тем ближе точка –Sк приближается к значению -1, и тем больше интервал времени полного останова насоса tа, tб (рис.7).

La corriente del rotor tiene un efecto desmagnetizador en el devanado del estator, por lo tanto, cuando el motor de la bomba se conecta a la red de voltaje de suministro sin demora de tiempo después de la desconexión del inversor en modo generador en S<0 возможен бросок тока до значения I1макс >I1kz (figura 7).

Para reducir los picos de corriente, se recomienda conectar el motor de la bomba a la red de tensión de alimentación después de desconectarlo del inversor en el intervalo de tiempo ta≤t≤tb al deslizarse -Sa≤-Sk≤-Sb, mientras la corriente del estator adquiere los valores I1a≤I1≤I1b. El momento en el eje del motor de la bomba cuando se conecta a la tensión de alimentación desde el estado de rotación cambia de signo de “-” a “+”, mientras que su valor no supera el momento máximo de resistencia en el modo generador -Mmax r y el par máximo en el modo de motor Mmax dv durante el intervalo de tiempo ta≤t≤tb, lo que asegura cambios de presión mínimos y, en consecuencia, una reducción de los choques hidráulicos en la línea de presión al cambiar las bombas.

Arroz. 7. Características mecánicas М=М(S) y electromecánicas I1=I1(S) del accionamiento eléctrico de la bomba


Mmax motor - el valor máximo del par en el modo motor, correspondiente al valor de deslizamiento Skr > 0; Mnom es el valor nominal del par correspondiente al deslizamiento nominal Snom; М0 – par de arranque en S=1; -Mmax g - el valor máximo del momento de resistencia en el modo generador, correspondiente al valor de deslizamiento -Scr<0; I1кз – значение тока короткого замыкания при S=1; I1макс – максимальное значение тока статора при S<0 в генераторном режиме; -Sк – скольжение в момент времени tк отключения питающего напряжения ПЧ; -Sа,-Sб – скольжение в моменты времени tа и tб подключения насоса к сети питающего напряжения.

Con un aumento en el intervalo de tiempo para conectar la bomba a la red de voltaje de suministro, desde el estado de su rotación más allá del valor tb, es posible una parada completa de la bomba. En este caso, el deslizamiento toma el valor S=1. La conexión de la bomba a la red de tensión de alimentación desde el estado S = 1 conduce a un cambio en el par en el eje de la bomba desde el valor inicial M0 hasta el valor nominal Mnom durante el tiempo de arranque directo (tstart ≤0,06 segundos) a través del valor de Motor Mmax (Fig. 7), que provoca un golpe de ariete en la línea de presión.

Para el método de arranque en consideración, el intervalo de tiempo tb-ta >> t2-t1 es el intervalo de tiempo del método de arranque estrella-triángulo, por lo que su implementación no requiere costos adicionales de hardware.

En la fig. La figura 8 muestra un oscilograma de la tensión de fase del devanado del estator de una bomba con una potencia de 11 kW cuando se desconecta del inversor y luego se conecta a la red de tensión de alimentación. Cuando el motor se desconecta del inversor, cambia al modo generador debido a la magnetización residual de los devanados del estator y la rotación inercial del rotor. En este caso, el campo electromagnético de los devanados decae cuando el rotor del motor de la bomba se detiene en “marcha libre”.

Arroz. ocho. Oscilograma de la tensión de los devanados del motor de la bomba P = 11 kW cuando se desconecta la tensión de alimentación


En la fig. nueve.

a) t de conmutación = 0,20 segundos


b) t de conmutación = 0,34 segundos

Arroz. 9. Conmutación del inversor a la tensión de alimentación


Un análisis de los oscilogramas muestra que el aumento del valor activo de la corriente de los devanados del estator de la bomba cuando se conecta a la tensión de alimentación después de la operación desde el inversor disminuye de 3*Inom a 1,5Inom con una disminución en el tiempo de conmutación. de 0,2 a 0,34 segundos. En el diagrama de la Fig. 7, esto corresponde a los valores de la corriente del estator I1a e I1b, respectivamente, con un aumento en el tiempo de conmutación del valor ta al valor tb.

Después de que la bomba controlada por inversor se cambia a la tensión de red, la siguiente bomba adicional de prioridad se inicia desde el inversor a lo largo de una rampa predeterminada hasta la velocidad determinada por el proceso de control.

Por lo tanto, la forma más racional de arrancar bombas adicionales en estaciones de bombeo de aumento de presión con un inversor en el circuito de control es arrancar cada bomba adicional desde el inversor después de cambiar la bomba controlada de su estado de rotación a la red de tensión de alimentación.

En este caso, es necesario mantener los intervalos de tiempo entre la desconexión de la bomba del inversor y su posterior conexión a la red de tensión de alimentación. La reducción del intervalo de tiempo de conmutación de la bomba provocará picos de corriente significativos en la red de tensión de alimentación, lo que provocará el funcionamiento de la protección de la bomba. Un aumento en el tiempo de conmutación provocará una parada completa de la bomba y la aparición de un golpe de ariete en la línea de presión cuando se conecta a la red de tensión de alimentación. Los tiempos de conmutación están determinados por la potencia del motor de la bomba y deben ajustarse al configurar el sistema de aumento de presión individualmente.

El arranque suave de bombas adicionales, siempre que la bomba regulable esté conectada a la red de tensión de alimentación “sin choques” utilizando la energía cinética de su rotación, permite reducir los choques hidráulicos, así como las sobretensiones en las redes eléctricas, asegurando así la ausencia de rupturas en las líneas de presión, así como el funcionamiento confiable de los equipos eléctricos. La mejora de la calidad de los transitorios en las redes eléctricas y las líneas de presión para este método de arranque de bombas adicionales se logra mediante la reducción de los costos de hardware en las estaciones de bombeo de refuerzo.

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