Некоторые аспекты применения ЧРП с центробежными насосами. Дополнительный нагрев изоляции электродвигателя и подшипниковые токи.

Многие инсталляторы оборудования не знают о существовании потенциально опасных воздействий на асинхронный двигатель центробежного насоса, которые способен создавать преобразователь частоты. Понимание проблем позволяет минимизировать их воздействие на двигатель и создавать надежные насосные системы с частотным регулированием скорости.

Защита асинхронного двигателя от ШИМ – формы волны напряжения и тока.

Многие производители центробежных насосов предлагают электродвигатели, тестированные для работы с преобразователем частоты. ШИМ – это метод модуляции, который используется для управления формой напряжения и тока. Этот метод эффективен для управления двигателем, однако создает дополнительные проблемы в работе двигателя, например, становится причиной гармонических искажений и импульсов перенапряжения, значительно превышающих номинальное напряжение. Поэтому в изготовлении двигателей, предназначенных для управления преобразователем частоты, применяют материалы с улучшенными изоляционными свойствами. Класс изоляции двигателя, предназначенного для применения совместно с преобразователем частоты, должен быть не ниже F (155^оС). Предпочтение отдается двигателям с классом изоляции H (180^оС). При большой длине силовой линии между двигателем и насосом (30 - 100 метров) применяют выходные фильтры dU/dT для защиты от электрического пробоя изоляции. Фильтры dU/dT ограничивают скорость нарастания напряжения на клеммах двигателя и пики перенапряжений.

Защита от несбалансированного заряда.

Питание двигателя ШИМ – формой напряжения способно также создавать проблемы для подшипников электродвигателя насоса. Когда двигатель питается стандартной синусоидальной формой напряжения и тока три фазы, питающие двигатель, сбалансированы. Другими словами, когда напряжение в одной фазе - плюс 460В, в другой фазе - напряжение минус 460В, в третьей фазе напряжение равно нулю. Однако, ШИМ – форма напряжения – не синусоида. Генерируемая преобразователем частоты последовательность импульсов напряжения постоянного тока создает только имитацию синусоиды напряжения. В итоге в двигателе присутствует асимметрия магнитного поля, намагничивается вал и появляется заряд (ЭДС) на валу двигателя. Несбалансированный заряд между статором и ротором двигателя получил название синфазного напряжения. Если подшипники не изолированы от вала и вал не имеет заземления, подшипники становятся токопроводящим "мостиком", обеспечивая путь с наименьшим сопротивлением. В цепи «вал – подшипники ­– статор» будет циркулировать контурный ток, замыкающийся по валу через подшипники. Синфазное напряжение в зависимости от магнитной асимметрии может составлять от 0,1 до 10В. Действие тока может стать причиной электрической эрозии шариков и колец подшипников качения.

Треки - результат электрической эрозии.

Для того чтобы исключить разрушительное действие подшипниковых токов нужно прервать течение паразитных токов по цепи «вал – подшипники ­– статор». Например, заменить стандартные подшипники качения на токоизолированные подшипники качения с керамическими шариками.

Проблема подшипниковых токов характерна для крупных двигателей центробежных насосов мощностью более 15 кВт. В небольших двигателях электронасосов сердечники статора выполнены из цельных листов, потоки рассеивания и заряды на валу двигателя не значительны и не представляют серьезную угрозу для подшипников.  

Частотні перетворювачі

Обладнання для водопідготовки

Насоси Pedrollo

Насоси промислові ви-ва Україна, СНГ(К, КМ, Д, ЭЦВ...)

Насоси Speroni

Силова електроника Schneider Electric