Unidade de frequência variável para bomba de água

Unidade de frequência variável para bomba de água

Em muitas fábricas na área industrial, estas bombas, como Submerso Bomba, Bomba de água de processo, Bomba Lye, Bomba única embalagem, Dredge Ash bomba de lodo, areia bomba de sucção Draga, Areia Bomba de lodo, Flotação máquina de alimentação da bomba, Mina a bomba da pasta, Bomba de espuma etc., compõem o sistema de tubulação com motor, tubulação e outros equipamentos. Devido à diversidade de layout do sistema de tubulação e aos requisitos especiais do processo de produção, muitas vezes há as seguintes condições ou problemas: (1) a pressão de saída da tubulação muda com a diferença de pressão do processo; (2) a distância de transporte do oleoduto varia com a mudança de distância; (3) mudanças na altura do transporte da tubulação com diferença de altura; (4) variação sazonal ou variação de alta e baixa diferença de horário de pico; (5) a margem reservada dos parâmetros de desempenho da bomba é muito grande, causando o desvio da bomba do ponto de design na aplicação.

As soluções tradicionais incluem o ajuste da válvula da linha de descarga, regulação da velocidade do acoplamento hidráulico, regulação da velocidade do motor do pólo variável, regulação da velocidade do motor da série do motor, etc. No entanto, todas apresentam as deficiências de baixa eficiência, pequena gama de ajuste, baixa velocidade e muitas falhas. Atualmente, o método mais eficaz e popular de ajustar a velocidade da bomba é o método de controle de conversão de freqüência. A prática nos diz que é possível que o VFD economize 20-30% da energia do sistema.

1. O princípio básico dos Acionadores de Frequência Variável (Variable Frequency Drives - VFD)

A relação entre velocidade n e freqüência elétrica da potência fornecida f, o número de pares de pólos magnéticos p, taxa de escorregamento s do motor assíncrono é n = 60f (1-s) / p. Quando a taxa de escorregamento s não muda muito, a velocidade n do motor assíncrono é basicamente proporcional à freqüência f, e a velocidade do motor pode ser suavemente alterada ajustando continuamente a freqüência. A regulação da velocidade CA realizada pelo inversor que gera a fonte de alimentação CA de frequência variável e tensão variável para o motor CA é denominada Acionamentos de frequência variável.

Os inversores de frequência são um método típico de regulação da velocidade do motor de corrente alternada, que é adequado não só para o motor assíncrono, mas também adequado para o motor síncrono. Regulação de velocidade de freqüência variável tem as vantagens de freqüência ajustável contínua, regulamento de velocidade stepless, ampla gama de regulação de velocidade, características mecânicas duras, estabilidade superior de velocidade e alta eficiência.

Figura 1. Sistema de Controle de Freqüência

2. Aplicação da tecnologia VFD na bomba de água

2.1 Princípio de funcionamento de bombas de água

De acordo com a teoria da mecânica dos fluidos, o caudal da bomba Q, cabeça H, potência do veio P, velocidade de rotação n tem a seguinte relação: caudal Q é proporcional à velocidade de rotação n, a cabeça H aumenta com o quadrado da velocidade n; a potência do eixo P aumenta com o cubo da velocidade n.

2.2 O efeito da regulação da velocidade da bomba

Quando a curva da bomba cruza com a curva do sistema de tubulação, o ponto de interseção é seu ponto de condição de trabalho, conforme mostrado na Figura 2 para os pontos A e B. Se a bomba funcionar a uma determinada velocidade constante, o fluxo só pode ser ajustado pela válvula de saída. Quando o fluxo diminui, a cabeça da bomba se move para cima com a curva, como mostrado na Figura 2, A e C. Neste momento, o ajuste da válvula é equivalente a aumentar a perda de resistência do tubo para alcançar o efeito de reduzir o fluxo e a pressão de saída da extremidade do tubo. Desta forma, a redução da potência do eixo do motor é limitada.

Alterando a velocidade da bomba de água, isto é, a velocidade da bomba é ajustada de n1 para n2, o ponto de operação da bomba desliza do ponto A na figura 2 ao longo da curva do sistema de tubulação até o ponto B. Ela pode ser intuitivamente concluiu que a taxa de fluxo e a cabeça são reduzidas em conformidade. Como mostrado na Tabela 1, se a frequência for reduzida em 5Hz, a velocidade diminuirá em 10%, o fluxo será reduzido em 10%, a cabeça será reduzida em 19% e a potência do motor será reduzida em 27% . Quando a frequência é reduzida em 10 Hz, a velocidade será reduzida em 10% e o fluxo será reduzido. 20%, a cabeça caiu 36% e a potência do motor caiu 49%. O efeito da regulação da conversão de frequência e economia de energia é muito significativo.

Tabela 1. Tabela de mudança de potência de ajuste de frequência

2.3 Avisos para VFD de Bombas de Água

2.3.1 A regulação da velocidade da bomba deve adaptar-se à alteração das condições de trabalho e fazer com que a bomba funcione sempre na zona de alta eficiência, porque qualquer ponto na curva da bomba pode ser alterado para outra condição de trabalho de acordo com o teorema da similaridade após a regulação da velocidade. A seleção do ponto de trabalho no ponto de operação da zona de alta eficiência da curva da bomba ou o ponto da condição de trabalho obtido pela conversão de similaridade da zona de alta eficiência permite que a bomba opere de forma eficiente e alcance a economia de energia

2.3.2 O ajuste da velocidade da bomba não é adequado para todos os sistemas. Em aplicações com alta cabeça estática, a desaceleração de uma bomba pode gerar vibrações e criar problemas de desempenho. Para sistemas em que a cabeça estática representa uma grande parte da cabeça total, deve-se ter cuidado ao decidir se deve usar o VFD.

3 Combinação de VFD e PMSM é uma nova tendência de aplicação de economia de energia

Hoje, engenheiros de design e proprietários de equipamentos estão começando a instalar mais soluções de motores de ímãs permanentes para aplicações de bombas, porque elas são menores e mais eficientes. Projetamos um novo programa de controle de VFD que usa a tecnologia de correspondência de carga para permitir que o motor opere somente quando necessário, economizando energia e reduzindo o desgaste do equipamento. A combinação de VFD e PMSM é uma nova tendência de aplicação de economia de energia.

4. característica do produto

4.1 Economizando energia

O sistema VFD controla o motor e ajusta automaticamente a carga do motor para fazer com que o motor funcione em um estado de economia para conseguir o efeito de economia de energia.

4.2 Custos operacionais mais baixos

O sistema pode reduzir bastante o custo de energia do motor, reduzir o impacto no equipamento após o início da conversão de frequência e reduzir a capacidade de manutenção e reparo, reduzindo assim o custo da operação.

4.3 Melhorar as precisões de controle de pressão

O sistema de controlo de frequência variável tem uma capacidade de controlo de pressão precisa, que melhora eficazmente a qualidade da condição de funcionamento do sistema.

4.4 Estenda a vida útil do motor

A partir do motor de partida de 0Hz, o tempo de aceleração inicial do inversor pode ser ajustado para reduzir o impacto nos componentes elétricos e mecânicos do motor durante a partida, para aumentar a confiabilidade do sistema e prolongar a vida útil do motor. Além disso, o conversor de frequência pode efetivamente reduzir ao mínimo o valor de pico da corrente de partida e reduzir o impacto na rede e em outros equipamentos elétricos.

4.5 prolongar a vida útil da bomba

Para a bomba de polpa que distribui líquidos com partículas, a vida útil das partes molhadas da bomba é inversamente proporcional ao cubo da velocidade da bomba. Se a velocidade for reduzida em 10%, a vida útil será aumentada em 30%.

4.6 Reduza o ruído do motor

De acordo com a condição de trabalho do motor, a velocidade de funcionamento do motor é desacelerada obviamente depois que o ajuste da velocidade de conversão de frequência é instalado, assim o ruído do funcionamento do motor é efetivamente diminuído.