Насосную станцию можно представить в виде двух труб: на входной трубе имеется давление P1, на выходной требуется обеспечить P2. Чем больше P2 или чем меньше P1, тем мощнее должен быть насос. Часто разброс величин P1 и P2 бывает непостоянным, а также непостоянными могут оказаться требования к расходу качаемой субстанции. Для целей экономии энергии, что немаловажно в настоящее время, применяют каскадный способ управления насосами.

Управление двумя насосами

Старое решение состояло в том, что насосы выбирали с запасом и никак ими не управляли. Затем появились каскадные (параллельные) схемы, причем на практике запускать их было не так просто. Систему приходилось снабжать вентилями, чтобы избегать ударов, которые могли разрушить гидравлическую арматуру при пуске дополнительных насосов.

Появление устройства плавного пуска частично решило проблему, мощность стало возможно регулировать ступенчато.

С частотным преобразователем оказалось возможно полностью решить проблему. Теперь не требуется никаких вентилей и сложных инструкций о порядке работы с ними. Сокращается персонал, а также достигается большая экономия энергии. Ниже показано каскадное управление двумя насосами с поддержанием давления, использующее два двигателя (насоса).

Каскадное управление насосами с частотным преобразователем

При запуске частотный преобразователь регулирует сначала двигатель одного насоса, допустим, это М1, пытаясь достичь заданного давления. Давление отслеживает датчик с токовой петлей P. Если производительности первого насоса не хватает, то выходной сигнал ПИД-регулятора переключает выходные реле. Каждая пара магнитных пускателей (контакторов) работает поочередно. Пускатель, питающий двигатель первого насоса от преобразователя, отключается, затем немедленно подключается пускатель, питающий двигатель от сети. Первый насос переходит на питание от сети и работает на полную мощность.

В то же время, включается пускатель, питающий второй насос от преобразователя частоты. Сам преобразователь частоты начинает отрабатывать пуск двигателя: выполняется плавная раскрутка и вход в режим регулирования.

Фактически мы имеем дело с хорошо известным принципом сложения мощностей. Допустим, что вся шкала условно это 100%. Каждый насос может обеспечить только 50%. Если требуется мощность в 75% то выполнится все, описанное выше.

Другие возможности

Рассмотренная выше схема может легко быть распространена на три, четыре и более насосов, при помощи логического контроллера. Возможны разные конфигурации управления.

Помимо рассмотренного каскадного управления могут быть схемы с переключением насосов. Это помогает уменьшить износ оборудования. На первый взгляд это неочевидно:  простаивающее оборудование не изнашивается механически, но определенно,  также портится (коррозия, растрескивание изоляции от холода и т.п.). Схема с переключением насосов легко позволяет вводить аварийный резерв, причем безотказно, чего не скажешь о схемах с длительно простаивающим резервным оборудованием.

Каскадно-частотное управление асинхронными двигателями на насосных станциях – это наиболее совершенное техническое решение, найденное в настоящее время. Схема управления насосами с ПЧ существенно упрощает гидравлические схемы, так как исчезают всевозможные вентили и байпасы. Если посмотреть на водокачку двух-трех десятилетней давности то она была похожа на подводную лодку первой половины XX века, из-за всевозможной арматуры. Современные насосные станции выглядят почти пустыми, но возложенные на них задачи решают куда более эффективно.

SIRIO ENTRY 230 частотный преобразователь для насосов Италия