Водоснабжение частного дома. Принцип работы

Водоснабжение частного дома. Принцип работы. Схема подключения.

Самый распространенный вариант автоматического водоснабжения выглядит следующим образом.

Схема водоснабжения частного дома:

Подробнее на видео:

Не можете посмотреть видео? Видите черный квадрат

Описание элементов схемы

Насос погружной роторный обладает защитой от сухого хода. Защита от сухого хода работает следующим образом: За счет теплового реле отключается питание насоса. Это тепловое реле встроено в погружной насос. Поэтому, когда будите покупать погружной насос убедитесь у продавца насоса в том, что погружной насос имеет втроенное в него тепловое реле. Поэтому реле сухого хода не требуется.

Другие методы защиты от сухого хода

Конструкция теплового реле: В тепловом реле имеется специальная конструкция, которая под действием изменения температуры изменяет положение электрических контактов. Контакты в свою очередь замыкают или размыкают контакты. И если двигатель перегревается, то тепловое реле его отключает. Отклонение контактов может быть вызвано изменением положения контактов с помощью специального сплава двух слоев имеющую разные термические характеристики за счет которого идет отклонения контактов. Либо за счет специального газа, который при нагреве расширяется и отклоняет контакты. В любом случае принцип один: При повышение температуры отключить насос.

Принцип работы теплового реле: Перегретые электромагнитные намотки передают температуру тепловому реле и реле отключает насос. А если воды нет, то и тепловое реле получает большую температуру перегрева насоса. То есть если двигатель заклинит, нет движения воды или не будет воды, то двигатель сильно перегревается и нагревает тепловое реле, а реле в свою очередь отключает насос. Примерно через 5-10 минут тепловое реле остывает, и насос снова включается. Вот на этом и основан принцип защиты насоса от сухого хода.

Плавный пуск насосов. Некоторые погружные насосы снабжены плавным пуском. Плавный пуск это способность насоса работать на полную мощность не сразу, а с постепенным увеличением мощности. Обычно мне известный насос работает так: от 0 до 2 секунд мощность увеличивается пропорционально пройденному времени (0 сек=0% Вт, 0,5 сек.=25% Вт, 1 сек.=50% Вт, 1,5 сек.=75% Вт, 2 сек.=100% Вт).

Причем плавный пуск и тепловое реле уже встраиваются в погружной насос и находятся в скважине и не требуют дополнительной дорогой автоматики. Плавный пуск насоса требуется в том случае, если у Вас длинный трубопровод от скважины до дома. Если длина трубы превышает 30 метров, то следует насторожиться и купить насос с плавным пуском. То есть 2 секунды плавного пуска подойдут длине труб от 30 до 100 метров трубы. Если длина труб превышает 100 метров, то следует сделать более точный расчет на перегрузки насосов и трубопровода, включая расчет расхода насоса.

Обратиться к расчетам к специалисту: Заказать услугу по расчету

Насос с тепловым реле и плавным пуском: Скважинные насосы Grundfos SQ, SQE, скачать паспорт:

Инструкция насоса Grundfos SQ

Кстати Скважинные насосы Grundfos SQ, SQE имеют достаточно маленький диаметр, чтобы подойти ко всем узким скважинам имеющие маленький диаметр. Иногда бывает так, что скважина получается из двух труб разного диаметра. А труба с маленьким диаметром находится глубоко. Поэтому в таких случаях помогут насосы Grundfos SQ, SQE. Диаметр насоса составляет 74 мм. Минимальный диаметр скважины 76мм

Насос со встроенным обратным клапаном. Многие производители включая и Grundfos снабжают насосы обратными клапанами. Но если необходимо убрать этот обратный , то это можно сделать. В инструкции указывают просто перекусить опоры, которые держат клапан и извлекается из насоса.

Удаление обратного клапана нужно в тех случаях, если необходимо создать условия, при котором можно было бы спускать воду обратно в скважину за тем, чтобы оставить трубопровод без воды. (на зимние условия при отключения отопления). При большой высоте возможны гидравлические удары.

Обратный клапан

Многие опытные сантехники могут предложить за место фильтра грязевика поставить фильтр сетчатый промывной – скажу, что это банальная трата денег. Также промывной фильтр по степени очистки отличается максимум в два раза. То есть степень очистки фильтра грязевика 500 мкм. А промывного 200 мкм.

Реле давления

С годами реле давления забивается мелкой крошкой (мусором) и реле начинает клинеть. Это происходит из-за того что мельчайшие песчинки грязи накапливаются в камере реле давления. В связи с этим механизм не может сдвинуться до необходимого значения для включения насоса. Бывает загрязнения накапливаются даже через один год, а бывает и 10 лет не хватает для засора. То есть все зависит от подземной воды. Такие засоры могут быть вызваны стальными трубами, которые с годами выделяют ржавые крошки мусора.

Фильтр грязевик не помогает избежать этого. Даже если Вы вперед реле давления поставите фильтр тонкой очистки, у Вас все равно будет скопление мельчайшего мусора в камере реле давления. У меня был клиент, и я ему сделал автоматику с фильтром спереди, практика показала - не помогает.

Пример из практики:

То есть фильтр тонкой очистки не справляется с мелкой крошкой мусора.

Есть один выход из положения (против засора реле давления), это вынести реле давления на отдельную ветку трубопровода. И исключить попадания и оседания мельчайшего мусора.

Мельчайший мусор не сможет подниматься вверх и часть пространства воды и фильтр грязевик не смогут перемешать мельчайший мусор для оседания в камере реле давления.

Принцип работы реле давления

У данного устройства имеются пороги включения и отключения. То есть, при достижение нижнего порога давления контакты замыкаются, а при превышение верхнего порога давления контакты размыкаются. Тем самым включая и отключая насос.

Пример работы реле давления (последовательное действие)

Давление равно 0 Bar => Контакты реле замкнуты => Питание насоса 220 Вольт => Повышение давления => Достигая 2,8 Bar контакты размыкаются => Питание насоса прекращается => Насос не работает.

Потребление воды => Давление падает => Достигая 1.4 Bar контакты замыкаются => Питание насоса 220 Вольт => Повышение давления => Достигая 2,8 Bar контакты размыкаются => Питание насоса прекращается => Насос не работает.

По умолчанию эти пороги равны: (Заводские настройки) Нижний 1.4 Bar, верхний порог давления равен 2.8 Bar. Диапазон давления 1-5 Bar.

Скачать инструкцию к применению данного реле PM5 и РДМ5: Паспорт инструкция реле давления

Настройка реле давления

Если глобально: Гайка регулирования дифференциала давления увеличивает или уменьшает разницу между порогами вкл/выкл. То есть, если затягивать пружину, то будет увеличена разница между порогами (P2-P1).

Пример настройки маленькой пружины,

P1 – Нижний порог включения (замыкание контактов) (по умолчанию P1=1,4 Bar)

P2 – Верхний порог отключения (размыкание контактов) (по умолчанию P2=2,8 Bar)

P3 – Разница между порогами (P2-P1)=(2.8-1.4)=1.4 Bar

Пример затягивания маленькой пружины приводит к увеличению P1 и увеличению P2. С той лишь разницей, что P2 увеличится больше. В итоге мы получаем увеличение разницы между P1 и P2. Разница равна (P2-P1).

Предположим, что давление P1 увеличилось до 1,6 Bar? тогда как P2 увеличилось до 3,4 Bar. (3,4-1,6)=1,8 Bar. Тем самым мы увеличили разницу между порогами (P2-P1).

Пример настройки большой пружины,

Затягивая большую пружину, мы увеличиваем давление обоих порогов с той лишь разницей, что P1 увеличивается больше. То есть мы больше регулируем порог давления P1.

Итог: Большая пружина больше влияет на P1, а маленькая пружина больше влияет на P2.

Пример настройки обоих пружин

1. Для начала настраиваем нижний порог P1. Увеличиваем или уменьшаем силу большой пружины, добиваясь нужного давления.

2. Потом настраиваем верхний порог P2. Увеличиваем или уменьшаем силу маленькой пружины, добиваясь нужного давления.

3. При регулировке маленькой пружины изменился порог нижнего давления P1. Цикл настройки повторяется, чтобы добиться необходимых порогов.

Электрическая схема подключения реле давления

Заземление в большей степени защищает человека от удара током в случаях контакта фазы в корпус. А также защищает устройства от побочных действий контакта фазы о корпус. И только, если в системе электрического узла присутствует дифференциальный автомат. Который зарегистрирует контакт фаза-земля и отключит питание сети.

Если Вы не подключите контакт земля (Pe) у Вас все равно будет работать насос. Потому что чаще всего заземление служит зля защиты человека от удара током и побочных действий контакта фаза-земля(корпус).

Фильтры

Как видите выбор их велик, а для магистральных фильтров с хорошей пропускной способностью выбирается диаметр не менее 1” дюйма (вн. диаметр=25мм.).

Для нашей схемы подходят следующие магистральные фильтры (kristal):

В них вставляются только картриджи механической очистки:

Картриджи химической и другой очистки в магистральные колбы не вставляются. Для того, чтобы очистить воду для приема внутрь используют 3х или 5ти ступенчатые фильтры для получения питьевой воды. Подробнее:

Фильтры для очистки воды

Картриджи механической (тонкой) очистки используется с пропускной способность от 5 до 20 мкм.(микрометров). 1 мм.=1000 мкм. Это намного меньше, чем дают фильтры грязевики(500 мкм.) и промывные фильтры (200 мкм.). А значит, имеется возможность получать более очищенную воду от мелкозернистого песка.

Почему впереди автоматики не стоит ставить фильтры? Фильтры типа фильтра грязевика, промывного фильтра и магистральных фильтров тонкой очистки.

Ответ: Потому что фильтр создает гидравлическое сопротивление. Фильтр грязевик и промывной фильтр может достигать 10 , фильтр тонкой очистки от 1 и более, в зависимости от засора фильтра.

То есть на линии насос-гидроаккумулятор не должны находиться элементы, которые создают явное гидравлическое сопротивление. Так как расход на линии насос гидроаккумулятор всегда должен быть хорошим. Если фильтр будет засорен это приведет к тому, что насос будет работать в нагрузку. Попадание мусора в гидроаккумулятор это не страшно.

Но фильтр грязевик допускается устанавливать, так как при монтаже или ремонте в трубопровод может попадать различный мусор. Этот фильтр гряезвик не пропустит непредвиденный мусор. Так же фильтр грязевик с 500 мкм не засоряется, так как в погружном насосе уже присутствует сетчатый фильтр. В итоге фильтр грязевик на входе служит только гарантом от не предвиденного мусора в системе.

Как уже говорилось в данной схеме отсутствует фильтр грязевик на линии насос-гидроаккумулятор, что увеличивает показатели пропускной способности. А фильтр грязевик на линии реле давления служит своеобразной защитой от попадания мусора в камеру реле давления.

Краны на линии насос-гидроаккумулятор строго запрещены.

При закрытом кране насос будет продолжать работать и это будет вызывать очень большие давления в трубопроводе на линии насос-гидроаккумулятор. Реле давления не будет регистрировать давление, так как шаровый кран не даст этого сделать. Просто защитите себя от дурака и не ставьте кран. Потому что рано или поздно найдется какой-нибудь человек, который закроет кран при работающей автоматике насоса.

Защита от гидравлического удара с помощью предохранительного клапана.

Гидроудар может возникать, если гидроаккумулятор выходит из нормальной работы. То есть, когда насос включается, гидроаккумулятор не забирает на себя избыток давления. Другими словами это своеобразная защита трубопровода от гидравлического удара. То давление, которое может создаться будет выброшено через предохранительный клапан.

Если давление водоснабжение примерно в диапазоне 1,5-5,5 Bar. То не трудно предположить, что давление срабатывания должно быть 6-7 Bar. Чтобы исключить потоп, необходимо чтобы насос не смог превысить давление в 6 Bar.

В частном доме давление достаточно держать не более 3 Bar. Но если вдруг реле давления не правильно отреагирует или не отключит его до 3 Bar, то не трубно предположить, что давление может достигнуть 6 Bar при условие, что напор насоса достаточен для этого. И тогда будет потом. А чтобы исключить потом, то нужно предохранитель подключить в канализационную трубу. Чтобы излишки воды уходили в канализацию.

Гибкий шланг к гидроаккумулятору

Гидроаккумулятор. Принцип работы, назначение и настройка.

За место трубопровода можно использовать гибкий шланг. Это резиновый шланг покрытый стальной проволокой, для того чтобы сдержать расширение резины.

Мы не используем гибкий шланг по двум причинам:

1. Не всегда его возможно купить на рынке. То есть иногда нужно очень постараться, чтобы найти нужную длину и размер.

2. Подобные гибкие шланги когда-то показали свою не состоятельность в прочности стали. То есть они могли с годами просто надломиться или треснуть, что вызывало больше потопы.

Погружной насос

Существуют два типа погружных насосов, которые между собой отличаются:

1. Вибрационный насос типа малыш

2. Погружной роторный наосос.

Некоторые насосы обладают защитой насоса от сухого хода. Тепловое реле. Как работает тепловое реле было описано выше.

А также обладают функцией плавного пуска, например насос GRUNDFOS и составляет 2 секунды. Эта функция подойдет тем, у кого длина трубы от скважины до дома достигает свыше 30 метров. Было описано выше.

Если стоит выбор между насосами: Вибрационным и роторным, то выбираем роторный насос. Вибрационный насос это своеобразная дешевая игрушка.

Во-первых , вибрационный насос работает как поршневой насос, в котором идет постоянная вибрация. А вибрация в некоторых скважинах очень губительна. Вибрация способствует быстрому зарастанию песка в скважине. И никакие фильтры в скважинных трубах не помогут от обрушения песка и ила. Так как на сегодняшний день в скважинных трубах делаются простые отверстия. И эти отверстия не делаются из сеток. К тому же если Ваша скважина находится в каменистых местах, то труба вообще не прокладывается. Просто бурится камень, и внутри камня не монтируется труба. А сверху для удобства монтируется труба метра 2-4.

Во-вторых вибрационный насос типа малыш имеет маленький расход до 1 м3/час. в отличие от самого распространенного погружного до 4 м3/час.

Поверхностный насос

Это насос, который находится вверху и не погружается в скважину. Но у таких насосов имеются недостатки. Об этом ниже.

Подбор диаметров

Подробнее о подборе диаметров написано в разделах:

Гидравлика и теплотехника

Конструктор водяного отопления

Частный случай

Большинство хозяев частных домов предпочтут пойти в магазин и проконсультироваться с консультантом. Консультанты зададут пару вопросов и скажут купить самовсасывающий насос. И сделают фатальную ошибку.

Подробнее о самовсасывающих насосах: Автоматическое водоснабжение с применением самовсасывающего насоса.

Скважинный насос, вследствие необходимости обеспечить высокую производительность при довольно небольших поперечных габаритах, представляет собой сложное устройство, работающее в довольно жестких условиях. А если учесть, что монтаж его (а также демонтаж) представляет собой довольно трудоемкую работу, то надежность скважинного насоса приобретает первостепенное значение. Одним из факторов, оказывающих решающее влияние на продолжительность работы этого агрегата, являются пусковые токи. Вследствие того, что вращающиеся части электродвигателя и самого насоса имеют определенную инерцию, в отличие от тока (то есть величина тока может практически мгновенно достигать очень высоких значений), то при включении возникают пусковые токи, которые в 4-10 раз превышают номинальные! А если еще скважинный насос включается часто? Например, из-за небольшого объема мембранного гидроаккумулятора или неправильной настройки реле давления? Понятно, что, в конце концов, изоляция обмотки электродвигателя не выдержит таких высоких тепловых нагрузок и произойдет короткое замыкание, следствием которого явится выход насоса из строя. Чтобы уменьшить пусковые токи, используются различные системы плавного пуска.

Виды плавного пуска

В настоящее время для скважинных насосов в основном используются две системы плавного пуска:

1.Плавный пуск SS . При этом способе при помощи электроники на электродвигатель подается плавно повышающееся напряжение (а значит и плавно повышающийся ток). Регулировка напряжения производится путем фазового управления. По такому принципу работают многие станции (пульты) управления скважинными насосами, как отечественных, так и зарубежных торговых марок: Каскад, Высота, Grundfos, Pedrollo и др.
2. Плавный пуск с помощью преобразования частоты. Этот способ является наиболее совершенным с точки зрения снижения пусковых токов. Преобразование частоты позволяет удерживать пусковой ток на уровне номинального. Основной недостаток станций (пультов) управления с частотно-регулируемым приводом – это их высокая стоимость, сравнимая со стоимостью самого насоса. Среди отечественных моделей стоит выделить СТЭП, СУ-ЧЭ, СУН. АСУН. Наиболее популярными зарубежными моделями являются SIRIO и SIRIO-ENTRY 230 итальянской торговой марки ITALTECNICA. Следует сказать, что в скважинных насосахсерии SQ/SQE встроена система плавного пуска на основе преобразования частоты.

Преимущества плавного пуска

Снижение пусковых токов (в случае с частотно-регулируемым приводом пусковые токи уменьшаются до номинальных).
Снижение механических нагрузок на рабочее колесо и подшипники скважинного насоса.
Уменьшение или вовсе предотвращения гидроудара, возникающего в момент включения насоса. Гидроудар отрицательно воздействует не только на сам насос, но и на скважину, вызывая дополнительные нагрузки на стыки обсадных труб и вызывая быстрый износ фильтров. Как следствие, скважина начинает песковать.

На основе частотно-регулируемой системы плавного пуска можно реализовать управление мощностью насосы путем изменения частоты вращения его двигателя. То есть система управления точно подбирает частоту вращения электродвигателя, а значит и его мощность в соответствии с требуемой в данный момент производительностью, поддерживая постоянное давление в сети. Другими словами, на работу электродвигателя расходуется ровно столько электроэнергии, сколько нужно для обеспечения требуемой производительности и ни джоулем больше. Такая система реализована в скважинных насосах Grundfos серии SQE.

Устройство плавного пуска - электротехническое устройство, используемое в асинхронных электродвигателях, которое позволяет во время запуска удерживать параметры двигателя (тока, напряжения и т.д.) в в безопасных пределах. Его применение уменьшает пусковые токи, снижает вероятность перегрева двигателя, устраняет рывки в механических приводах, что, в конечном итоге, повышает срок службы электродвигателя.

Назначение

Управление процессом запуска, работы и остановки электродвигателей. Основными проблемами асинхронных электродвигателей являются:

невозможность согласования крутящего момента двигателя с моментом нагрузки,
высокий пусковой ток.

Во время пуска крутящий момент за доли секунды часто достигает 150-200%, что может привести к выходу из строя кинематической цепи привода. При этом стартовый ток может быть в 6-8 раз больше номинального, порождая проблемы со стабильностью питания. Устройство плавного пуска позволяют избежать этих проблем, делая разгон и торможение двигателя более медленными. Это позволяет снизить пусковые токи и избежать рывков в механической части привода или гидравлических ударов в трубах и задвижках в момент пуска и остановки двигателей.

Принцип действия устройство плавного пуска

Основной проблемой асинхронных электродвигателей является то, что момент силы, развиваемый электродвигателем, пропорционален квадрату приложенного к нему напряжения, что создаёт резкие рывки ротора при пуске и остановке двигателя, которые, в свою очередь, вызывают большой индукционный ток.

Софтстартеры могут быть как механическими, так и электрическими, либо сочетать то и другое.

Механические устройства непосредственно противодействуют резкому нарастанию оборотов двигателя, ограничивая крутящий момент. Они могут представлять собой тормозные колодки, жидкостные муфты, магнитные блокираторы, противовесы с дробью и прочее.

Данные электрические устройства позволяют постепенно повышать ток или напряжение от начального пониженного уровня (опорного напряжения) до максимального, чтобы плавно запустить и разогнать электродвигатель до его номинальных оборотов. Такие УПП обычно используют амплитудные методы управления и поэтому справляются с запуском оборудования в холостом или слабо нагруженном режиме. Более современное поколение УПП (например, устройства ЭнерджиСейвер) используют фазовые методы управления и потому способны запускать электроприводы, характеризующиеся тяжелыми пусковыми режимами "номинал в номинал". Такие УПП позволяют производить запуски чаще и имеют встроенный режим энергосбережения и коррекции коэффициента мощности.

Выбор устройства плавного пуска

При включении асинхронного двигателя в его роторе на короткое время возникает ток короткого замыкания, сила которого после набора оборотов снижается до номинального значения, соответствующего потребляемой электрической машиной мощности. Это явление усугубляется тем, что в момент разгона скачкообразно растет и крутящий момент на валу. В результате может произойти срабатывание защитных автоматических выключателей, а если они не установлены, то и выход из строя других электротехнических устройств, подключенных к той же линии. И в любом случае, даже если аварии не произошло, при пуске электромоторов отмечается повышенный расход электроэнергии. Для компенсации или полного устранения этого явления используются устройства плавного пуска (УПП).

Как реализуется плавный пуск

Чтобы плавно запустить электродвигатель и не допустить броска тока, используются два способа:

Ограничивают ток в обмотке ротора. Для этого ее делают состоящей из трех катушек, соединенных по схеме «звезда». Их свободные концы выводят на контактные кольца (коллекторы), закрепленные на хвостовике вала. К коллектору подключают реостат, сопротивление которого в момент пуска максимальное. По мере его снижения ток ротора растет и двигатель раскручивается. Такие машины называются двигателями с фазным ротором. Они используются в крановом оборудовании и в качестве тяговых электромоторов троллейбусов, трамваев.
Уменьшают напряжение и токи, подаваемые на статор. В свою очередь, это реализуется с помощью:

а) автотрансформатора или реостата;

б) ключевыми схемами на базе тиристоров или симисторов.

Именно ключевые схемы и являются основой построения электротехнических приборов, которые принято назвать устройствами плавного пуска или софтстартерами. Обратите внимание, что частотные преобразователи так же позволяют плавно запустить электродвигатель, но они лишь компенсируют резкое возрастание крутящего момента, не ограничивая при этом пускового тока.

Принцип работы ключевой схемы основывается на том, что тиристоры отпираются на определенное время в момент прохождения синусоидой ноля. Обычно в той части фазы, когда напряжение растет. Реже – при его падении. В результате на выходе УПП регистрируется пульсирующее напряжение, форма которого лишь приблизительно похожа на синусоиду. Амплитуда этой кривой растет по мере того, как увеличивается временной интервал, когда тиристор отперт.

Критерии выбора софтстартера

По степени снижения степени важности критерии выбора устройства располагаются в следующей последовательности:

Мощность.
Количество управляемых фаз.
Обратная связь.
Функциональность.
Способ управления.
Дополнительные возможности.

Мощность

Главным параметром УПП является величина I ном – сила тока, на которую рассчитаны тиристоры. Она должна быть в несколько раз больше значения силы тока, проходящего через обмотку двигателя, вышедшего на номинальные обороты. Кратность зависит от тяжести пуска. Если он легкий – металлорежущие станки, вентиляторы, насосы, то пусковой ток в три раза выше номинального. Тяжелый пуск характерен для приводов, имеющих значительный момент инерции. Таковы, например, вертикальные конвейеры, пилорамы, прессы. Ток выше номинального в пять раз. Существует и особо тяжелый пуск, который сопровождает работу поршневых насосов, центрифуг, ленточных пил... Тогда I ном софтстартера должен быть в 8-10 раз больше.

Тяжесть пуска влияет и на время его завершения. Он может длиться от десяти до сорока секунд. За это время тиристоры сильно нагреваются, поскольку рассеивают часть электрической мощности. Для повторения им надо остыть, а на это уходит столько же, сколько на рабочий цикл. Поэтому если технологический процесс требует частого включения-выключения, то выбирайте софтстартер как для тяжелого пуска. Даже если ваше устройство не нагружено и легко набирает обороты.

Количество фаз

Можно управлять одной, двумя или тремя фазами. В первом случае устройство в большей степени смягчает рост пускового момента, чем тока. Чаще всего используются двухфазные пускатели. А для случаев тяжелого и особо тяжелого пуска – трехфазные.

Обратная связь

УПП может работать по заданной программе – увеличить напряжение до номинала за указанное время. Это наиболее простое и распространенное решение. Наличие обратной связи делает процесс управления более гибким. Параметрами для нее служат сравнение напряжения и вращающего момента или фазный сдвиг между токами ротора и статора.

Функциональность

Возможность работать на разгон или торможение. Наличие дополнительного контактора, который шунтирует ключевую схему и позволяет ей остыть, а также ликвидирует несимметричность фаз из-за нарушения формы синусоиды, которое приводит к перегреву обмоток.

Способ управления

Бывает аналоговым, посредством вращения потенциометров на панели, и цифровым, с применением цифрового микроконтроллера.

Дополнительные функции

Все виды защиты, режим экономии электроэнергии, возможность пуска с рывка, работы на пониженной скорости (псевдочастотное регулирование).

Правильно подобранный УПП увеличивает вдвое рабочий ресурс электродвигателей, экономит до 30 процентов электроэнергии.

Зачем нужно устройство плавного пуска (софтстартера)

Все чаще при запуске электроприводов насосов, вентиляторов применяются устройство плавного пуска (софтстартер). С чем это связано? В нашей статье мы постараемся осветить этот вопрос.

Асинхронные двигатели используются уже более ста лет, и за это время относительно мало изменилось их функционирование. Запуск этих устройств и связанные с ним проблемы хорошо известны их владельцам. Пусковые токи приводят к просадкам напряжения и перегрузкам проводки, вследствие чего:

некоторая электротехника может самопроизвольно отключаться;

возможен сбой оборудования и т. д.

Своевременно установленный приобретенный и подключенный софтстартер позволяет избежать лишних трат денег и головной боли.

Что такое пусковой ток

В основе принципа действия асинхронных двигателей лежит явление электромагнитной индукции. Наращивание обратной электродвижущей силы (э. д. с), которая создается путем применения изменяющегося магнитного поля во время запуска двигателя, приводит к переходным процессам в электрической системе. Этот переходной режим может повлиять на систему электропитания и другое оборудование, подключенное к нему.

Во время запуска электродвигатель разгоняется до полной скорости. Продолжительность начальных переходных процессов зависит от конструкции агрегата и характеристик нагрузки. Пусковой момент должен быть наибольшим, а пусковые токи – наименьшими. Последние влекут за собой пагубные последствия для самого агрегата, системы электроснабжения и оборудования, подключенного к нему.

В течение начального периода пусковой ток может достигать пяти-восьмикратного тока полной нагрузки. Во время пуска электродвигателя кабели вынуждены пропускать больше тока, чем во время периода стабильного состояния. Падение напряжения в системе также будет намного больше при пуске, чем во время стабильной работы – это становится особенно очевидным при запуске мощного агрегата или большого числа электродвигателей одновременно.

Способы защиты электродвигателя

Поскольку использование электродвигателей стало широко распространенным, преодоление проблем с их запуском стало проблемой. На протяжении многих лет для решения этих задач были разработано несколько методов, каждый из которых имеет свои преимущества и ограничения.

В последнее время были достигнуты значительные успехи в использовании электроники в регулировании электроэнергии для двигателей. Все чаще при запуске электроприводов насосов, вентиляторов применяются устройство плавного пуска. Всё дело в том, что прибор имеет ряд особенностей.

Особенностью устройства пуска является то, что он плавно подаёт на обмотки двигателя напряжение от нуля до номинального значения, позволяя двигателю плавно разгоняться до максимальной скорости. Развиваемый электродвигателем механический момент пропорционален квадрату приложенного к нему напряжения.

В процессе пуска УПП постепенно увеличивает подаваемое напряжение, и электромотор разгоняется до номинальной скорости вращения без большого момента и пиковых скачков тока.

Виды устройств плавного пуска

На сегодняшний день для плавного запуска техники используются три типа УПП: с одной, двумя и со всеми управляемыми фазами.

Первый тип применяется для однофазного двигателя для обеспечения надежной защиты от перегрузки, перегрева и снижения влияния электромагнитных помех.

Как правило, схема второго типа помимо полупроводниковой платы управления включает в себя байпасный контактор. После того как двигатель раскрутится до номинальной скорости, байпасный контактор срабатывает и обеспечивает прямую подачу напряжения на электродвигатель.

Трехфазный тип является самым оптимальным и технически совершенным решением. Он обеспечивает ограничение тока и силы магнитного поля без перекосов по фазам.

Зачем же нужно устройство плавного пуска?

Благодаря относительно невысокой цене популярность софтстартеров набирает обороты на современном рынке промышленной и бытовой техники. УПП для асинхронного электродвигателя необходимо для продления его срока службы. Большим преимуществом софтстартера является то, что пуск осуществляется с плавным ускорением, без рывков.

Остались вопросы?
Специалисты ЭНЕРГОПУСК ответят на Ваши вопросы:
8-800-700-11-54 (8-18, Пн-Вт)

Преимущества регистрации

Вы сможете:

Приобретать оборудование со скидкой сразу после регистрации
Совершать покупки намного быстрее и удобнее
Следить за выполнением заказов
Смотреть историю своих заказов, получать рекомендации
Получить накопительную систему скидок на все оборудование
Участвовать в акциях
Получать первыми информацию о новых товарах и услугах
Видеть документы по отгрузкам
Получать консультации у специалиста, прикрепленного к вашей компании

Получите доступ ко всем предложениям

Войдите под своим логином или пройдите легкую процедуру регистрации и получите доступ ко всем горячим предложениям

Зарегистрироваться

Похожие видеообзоры

Серии ES024 компания «Эффективные Системы» производит станции управления , способные объединять в единую систему до 7 насосов номинальной мощностью от 1,5 до 315 кВт, номинальным напряжением 380 В. По техническому заданию заказчика возможно изготовление станций управления иных номинальных мощностей и напряжений.

В зависимости от потребности заказчика в станциях управления насосами производства компании «Эффективные Системы» могут быть реализованы следующие функции:

Настройка до 8 различных заданных уровней давления, которые необходимо поддерживать, распределенных по времени суток;
Возможность перехода системы в «спящий режим» при отсутствии водоразбора или при малом водоразборе, что позволяет существенно снизить энергопотребление;
Периодическая смена насосов, позволяющая обеспечить их равномерный износ и избежать ржавления резервных насосов;
Управление дренажными насосами, позволяющее контролировать уровень сточных вод;
Определение уровня жидкости и управление наполнением резервуара, позволяющие запускать насос в зависимости от количества жидкости в резервуаре и восполнять ее расход с заданным уровнем подачи;
Сигнализация о повышенном и пониженном давлении в трубопроводе;
Занесение в память токовых параметров до 7 двигателей насосов для обеспечения токовой защиты и защиты от перегрузки любого насоса, работающего в каждый конкретный момент времени;
Диагностика неисправностей, позволяющая автоматически выявлять и исключать из алгоритма работы системы неисправные насосы.

Для получения технико-коммерческого предложения свяжитесь с нами одним из указанных вверху и внизу данной страницы способом.

КРАТКАЯ СПРАВКА: ПЛАВНЫЙ ПУСК НАСОСОВ

На практике пусковой ток электродвигателей насосов в 3-5 и более раз превосходит номинальный ток. Это в конечном счете приводит к увеличенному тепловому износу изоляции обмоток статора (из-за этого в значительной степени снижается долговечность работы и надежность электродвигателя насоса). Помимо этого, если мощность питающей сети недостаточна, возможно краткосрочное падение напряжения, а это уже может негативно влиять на работу другого электрооборудования, запитанного от той же сети.

Прямой пуск насоса вреден и для агрегата и для скважины в целом, так как сопровождается гидроударами, которые разрушают запорную арматуру, трубопровод и сам насос. При прямом запуске скважинного насоса может наблюдаться сильный приток воды из водного пласта и это приводит к разрушению фильтровальной зоны, а, следовательно, к попаданию песка в скважину.

Единственным эффективным решением данных проблем является реализация плавного пуска насоса , для чего разработан целый ряд технических средств, в том числе устройства плавного пуска и преобразователи частоты.

Задача устройств плавного пуска — обеспечить защиту насосных агрегатов от высокого пускового тока, механических перегрузок, гидроударов, т.е. обеспечить долговечность и надежную эксплуатацию оборудования. Наряду с решением задачи плавного пуска применение преобразователей частоты при работе насосов позволяет согласовать производительность насоса с расходом перекачиваемой жидкости в каждый момент времени, что позволяет значительно снизить энергопотребление системы.

Плавный пуск асинхронного двигателя – это всегда трудная задача, потому что для запуска индукционного мотора требуется большой ток и крутящий момент, которые могут сжечь обмотку электродвигателя. Инженеры постоянно предлагают и реализуют интересные технические решения для преодоления этой проблемы, например, использование схемы включения , автотрансформатора и т. д.

В настоящее время подобные способы применяются в различных промышленных установках для бесперебойного функционирования электродвигателей.

Из физики известен принцип работы индукционного электродвигателя, вся суть которого заключается в использовании разницы между частотами вращения магнитных полей статора и ротора. Магнитное поле ротора, пытаясь догнать магнитное поле статора, способствует возбуждению большого пускового тока. Мотор работает на полной скорости, при этом значение крутящего момента вслед за током тоже увеличивается. В результате обмотка агрегата может быть повреждена из-за перегрева.

Таким образом, необходимой становится установка мягкого стартера. УПП для трехфазных асинхронных моторов позволяют защитить агрегаты от первоначального высокого тока и крутящего момента, возникающих вследствие эффекта скольжения при работе индукционного мотора.

Преимущественные особенности применения схемы с устройством плавного пуска (УПП):

снижение стартового тока;
уменьшение затрат на электроэнергию;
повышение эффективности;
сравнительно низкая стоимость;
достижение максимальной скорости без ущерба для агрегата.

Как плавно запустить двигатель?

Существует пять основных методов плавного пуска.

Высокий крутящий момент может быть создан путем добавления внешнего сопротивления в цепь ротора, как показано на рисунке.

С помощью включения в схему автоматического трансформатора можно поддерживать пусковой ток и крутящий момент за счет уменьшения начального напряжения. Смотрите рисунок ниже.

Прямой запуск – это самый простой и дешевый способ, потому что асинхронный двигатель подключен напрямую к источнику питания.
Соединения по специальной конфигурации обмоток – способ применим для двигателей, предназначенных для эксплуатации в нормальных условиях.

Использование УПП – это наиболее передовой способ из всех перечисленных методов. Здесь полупроводниковые приборы, такие как тиристоры или тринисторы, регулирующие скорость асинхронного двигателя, успешно заменяют механические компоненты.

Регулятор оборотов коллекторного двигателя

Большинство схем бытовых аппаратов и электрических инструментов создано на базе коллекторного электродвигателя 220 В. Такая востребованность объясняется универсальностью. Для агрегатов возможно питание от постоянного либо переменного напряжения. Достоинство схемы обусловлены обеспечением эффективного пускового момента.