Шкаф управления электродвигателем на примере насоса

Шкаф управления электродвигателем на примере насоса.

Компания Юнисет — инжиниринговая компания, занимающаяся дистрибуцией электротехнического оборудования и производством электрощитов для различных отраслей. Наша команда имеет значительный опыт в реализации проектов различной сложности. Мы собираем различные шкафы: ГРЩ (главные распределительные щиты), ВРП (вводные распределительные устройства), УКРП (установка компенсации реактивной мощности), ЩО (щиты освещения), а также различные шкафы управления электродвигателями (с прямым пуском, с частотным преобразователем, с устройством плавного пуска и другие). В этой статье мы хотим уделить внимание именно шкафам управления электродвигателями нашего производства с частотным преобразователем. Итак, приступим!

Давайте для начала разберёмся, а что же такое шкаф управления электродвигателем с частотным преобразователем — это электротехнический шкаф общего назначения, сердцем которого является частотный преобразователь, главной задачей которого является регулирование технологических параметров: поддержание давления в напорном трубопроводе, регулирование оборотов вентилятора, регулирование скорости конвейерной ленты, регулирование производительности компрессоров или других процессов. Шкаф управления может работать в автономном режиме или в ручном режиме. Для автономного режима работы частотному преобразователю необходима обратная связь (от датчиков давления, датчиков температуры, датчиков скорости и других типов аналоговых датчиков) или аналоговый сигнал от контроллера.

Предлагаем ознакомиться с шкафом управления с частотным преобразователем для одного электродвигателя на примере шкафа управления насосным агрегатом.

Ниже мы приводим пример электрической принципиальной схемы для управления насосным агрегатом с помощью частотного преобразователя.

Технологические особенности шкафов управления с частотным преобразователем производства ООО «ЮНИСЕТ»:

1.    Мы предлагаем шкаф, уже оснащенный кабельной вилкой и розеткой (розетки и вилки CEE) для подключения питания 380 В, 50 Гц, а также нагрузки (в нашем случае — электродвигателя насосного агрегата). Это упрощает для клиента монтаж на месте, обеспечивает высокую степень защиты от проникновения пыли и влаги, а также облегчает обслуживание шкафа управления.

2.    В комплект поставки входит датчик давления Danfoss MBS 1700 и реле сухого хода Danfoss KPI 35, что упрощает для клиента процесс запуска, а благодаря надёжности контрольно-измерительных приборов — клиент получает гарантированное качество. Датчик давления и реле сухого хода также подключаются к шкафу через быстросъемные сверхпрочные разъемы HDC, что предотвращает ненужное вмешательство в шкаф.

3.    Мы используем надежные и долговечные фильтрующие вентиляторы Quick FULL и решетки Quick FIL со степенью защиты IP54. Влияние тёплого воздуха внутри шкафа на работу преобразователя частоты мы описывали в этой статье (дать ссылку на статью о фильтрации воздуха для ПЧ), а надёжность фильтрующих вентиляторов напрямую влияет на долговечность работы преобразователя частоты.

4.    Степень защиты нашей металлоконструкции (шкафа) составляет IP66. Однако производители шкафов, например Rittal, предупреждают, что вмешательство в конструкцию шкафа (в нашем случае — это отверстия для кнопок, лампочек, фильтрующих вентиляторов и решеток, а также других комплектующих) снижает степень защиты шкафа на один порядок, либо степень защиты определяется наименьшей степенью защиты смонтированного оборудования. Учитывая, что наши вентиляторы для охлаждения частотного преобразователя и решетки также имеют достаточно высокий степень защиты (IP54), шкаф в целом соответствует требованиям пыле- и влагозащиты на уровне не ниже IP54. Преимущество наших шкафов управления электродвигателями с частотным преобразователем заключается не только в использовании современных и надёжных компонентов, но и в качестве слюсарной обработки металлоконструкций. Мы обладаем достаточным опытом для обеспечения гарантированного качества.

5.    Сердцем наших шкафов управления электродвигателями являются частотные преобразователи Schneider Electric ATV320 и ATV630 или Eaton DM1 и Eaton DG1. Данные преобразователи частоты надежны и просты в настройке, что обеспечивает высокую надежность шкафа в целом.

6.    Для удобства обслуживания оборудования в шкафу управления электродвигателями предусмотрена светодиодная лампа, питание которой подается через концевой выключатель. То есть, когда заказчик или обслуживающий персонал заказчика открывает шкаф управления, сразу включается лампа, освещающая внутреннее пространство шкафа.

7.    Для включения шкафа управления на базе частотного преобразователя предусмотрен главный выключатель, расположенный сбоку шкафа и легкодоступный для обслуживающего персонала.

8.    Все органы управления, а также дополнительная индикация вынесены на лицевую панель шкафа управления. Сигнальная лампа «Сеть» включается после включения главного выключателя нагрузки, что сигнализирует о наличии питания внутри шкафа управления. При нажатии кнопки «Старт» загорается лампа «Работа», что свидетельствует о том, что частотный преобразователь начал работу.

9.    В шкафу управления предусмотрены защитные и коммутационные компоненты производства Eaton. По нашему личному мнению и с учетом многолетнего опыта в производстве электротехнических шкафов, компоненты Eaton (автоматические выключатели, автоматические устройства защиты двигателей, кнопки, светосигнальная арматура) — лучшие в своем сегменте.

10.    Внутренние электрические соединения выполнены медным монтажным проводом с сечением, подобранным в соответствии с токовыми нагрузками и условиями эксплуатации. Подбор проводников осуществляется с учётом номинальных режимов работы оборудования, что обеспечивает надёжность, термическую устойчивость и долговечность работы шкафа управления.

Итак, подводя итог вышесказанному, мы предлагаем инженерно продуманный и надёжный шкаф управления электродвигателем на базе частотного преобразователя, в котором учтено всё до мелочей — от удобства обслуживания до надёжности оборудования.

Для наглядности приводим спецификацию основного оборудования для шкафа управления насосом мощностью 0,37 кВт.

Спецификация основного оборудования для шкафа управления насосом 0,37 кВт

Давайте также разберемся, где именно могут применяться шкафы управления с использованием преобразователей частоты.

Насосные системы, без преувеличения, являются самой распространённой сферой применения

Типичные задачи, которые выполняют шкафы управления:

•    Поддержание давления с помощью датчиков давления

•    Плавный запуск/остановка насоса, что в разы продлевает срок службы насосного агрегата

•    Защита от сухого хода с помощью реле сухого хода

Где именно применяются:

•    Системы водоснабжения (дома, жилые комплексы, производственные объекты)

•    Скважины

•    Повышающие насосные станции

•    Циркуляционные системы (отопление/охлаждение)

Вентиляция и HVAC

Что делает:

•    Регулирует обороты вентилятора

•    Поддерживает давление или расход воздуха

Где применяется:

•    Приточно-вытяжные установки

•    Промышленная вентиляция (производственные предприятия, склады, паркинги и другие объекты)

Системы полива и водоподготовки

Применение:

•    Системы автоматического полива

•    Сельскохозяйственные предприятия

•    Фильтрационные установки

•    Станции очистки воды

Однако применение шкафов управления с частотными преобразователями не ограничивается только этими сегментами применения. Везде, где возникает необходимость регулирования производительности, можно использовать шкафы управления с частотным преобразователем. Во-первых, это обеспечивает контроль над технологическим процессом, а во-вторых, что не менее важно, снижает энергозатраты производств, предприятий агропромышленного комплекса, объектов коммерческой или частной инфраструктуры.

Как работает шкаф управления с частотным преобразователем. Шкаф управления электродвигателем с частотным преобразователем обеспечивает автоматическую регулировку работы в соответствии с заданными параметрами системы (давление, расход или любая другая обратная связь от аналогового датчика или ПЛК).

Функциональные возможности работы шкафа управления электродвигателем:

1.    Включение и подготовка к работе: после подачи питания 380 В, 50 Гц и включения главного выключателя напряжение подается на силовые и управляющие цепи, в этот момент загорается сигнальная лампа «Сеть», и преобразователь частоты переходит в режим готовности к работе. Однако следует отметить, что преобразователь частоты не запускает электродвигатель автоматически до получения команды пуска.

2.    Запуск электродвигателя: осуществляется с помощью кнопки «Старт» на лицевой панели шкафа, при этом формируется команда на частотный преобразователь, загорается индикатор «Работа». Преобразователь частоты обеспечивает плавный разгон двигателя (в соответствии с заданным временем разгона) и выходит на номинальные значения (в соответствии с заданным технологическим параметром).

3.    Работа в автоматическом режиме: В рабочем автоматическом режиме частотный преобразователь регулирует скорость вращения двигателя на основе сигнала обратной связи, полученного от аналогового датчика. Как это реализовано на практике: аналоговый датчик (например, 4–20 мА или 0–10 В) передает сигнал в преобразователь частоты, который, в свою очередь, сравнивает полученный сигнал с заданным значением (установкой). После этого преобразователь частоты изменяет частоту вращения для поддержания постоянного стабильного параметра.

4.    Защита от сухого хода обеспечивается с помощью реле сухого хода, которое контролирует наличие рабочей среды (актуально для шкафа управления насосом). При возникновении аварийной ситуации реле размыкает управляющую цепь, чем предотвращает работу насосного агрегата без среды в трубопроводе.

5.    Аварийные режимы: Система предусматривает автоматическое отключение электродвигателя в случае перегрузки, короткого замыкания, перенапряжения или критического снижения напряжения, перегрева частотного преобразователя, отсутствия сигнала от датчика. При аварийном режиме двигатель останавливается, загорается индикация «Авария». Повторное включение возможно после устранения неисправностей.

6.    Остановка электродвигателя в штатной ситуации осуществляется с помощью кнопки «Стоп», при этом частотный преобразователь плавно (в соответствии с заданным алгоритмом) тормозит электродвигатель.

Алгоритм работы шкафа построен на принципах автоматического регулирования и защиты оборудования. Это позволяет обеспечить стабильную работу электродвигателя, снизить энергопотребление, предотвратить аварийные ситуации и увеличить интервал между техническим обслуживанием или ремонтом электродвигателя, что без преувеличения экономит бюджет заказчика.

Основные электрические параметры шкафа управления с частотным преобразователем:

•    Номинальное напряжение: 3×380 В ±10 %

•    Частота сети — 50 Гц

•    Диапазон мощностей: 0,09 кВт – 450 кВт и более

•    Степень защиты (после слесарных работ): IP54; у нас есть решения по увеличению степени защиты до IP66 при условии использования кондиционеров Rittal для промышленных решений.

Комплектация поставки шкафа управления:

•    Шкаф управления в комплекте с:

    Частотным преобразователем

    Автоматическим выключателем

    Автоматическими выключателями цепей управления и вспомогательных цепей

    Датчиком давления Danfoss MBS1700

    Реле сухого хода Danfoss KPI35

    Фильтрующий вентилятор и решетка

    Лампа освещения

    Разъемы для подключения питания

    Разъемы для подключения контрольно-измерительных приборов

•    Комплект принципиальных электрических схем

•    Паспорт изделия с отметкой службы ОТК

Компания ООО «Юнисет» поставляет не просто шкафы управления электродвигателями, а готовые к эксплуатации решения типа plug&play. Конструкция шкафа предусматривает подключение питания, электродвигателя и контрольно-измерительных приборов через внешние силовые и сигнальные разъемы, что исключает необходимость вмешательства во внутренний монтаж и минимизирует риск ошибок при подключении.

Использование промышленных разъемов стандарта СЕЕ для силовых цепей и быстроразъемных коннекторов для датчиков обеспечивает:

•    Быстрый и понятный монтаж на объекте

•    Снижение требований к квалификации персонала для подключения шкафа управления

•    Повышение надёжности соединений

•    Возможность безопасного обслуживания

Стандартизированные шкафы управления с частотными преобразователями доступны для заказа в нашем интернет-магазине и представляют собой проверенные решения для типовых задач (насосные системы, вентиляция, циркуляционные контуры). Они оптимизированы по составу оборудования, имеют отработанную логику работы и позволяют быстро реализовать проект без дополнительных инженерных доработок.

В случаях, когда стандартные решения не полностью соответствуют требованиям проекта или техническому заданию заказчика, компания ООО «ЮНИСЕТ» предлагает разработку и изготовление индивидуальных шкафов управления. Это может включать как адаптацию базовых решений компании, так и полную разработку системы с нуля.

Индивидуальные решения могут предусматривать:

•    Интеграцию программируемых логических контроллеров PLC

•    Подключение и интеграцию в систему диспетчеризации SCADA

•    Реализацию промышленных протоколов связи

•    Увеличение количества датчиков и исполнительных механизмов (электродвигателей)

•    Адаптацию алгоритмов работы под конкретный технологический процесс

Такой подход позволяет обеспечить соответствие шкафа управления конкретным требованиям объекта с учётом особенностей технологии, условий эксплуатации и пожеланий заказчика, сохраняя при этом удобство монтажа, обслуживания и инженерную надёжность.

Для заказчиков, планирующих самостоятельную сборку шкафов управления с частотным преобразователем, инженеры компании ООО «ЮНИСЕТ» предоставляют технические консультации, помогают с подбором оборудования, составлением спецификаций и предлагают индивидуальный подход к ценообразованию на комплектующие и оборудование. Это позволяет получить проверенную инженерную концепцию даже при самостоятельном монтаже.

Мы осуществляем поставки оборудования и готовых шкафов управления по всей территории Украины: Винница и Винницкая область, Днепр и Днепропетровская область, Житомир и Житомирская область, Запорожье и Запорожская область, Ивано-Франковск и Ивано-Франковская область, Киев и Киевская область, Кропивницкий и Кировоградская область, Луцк и Волынская область, Львов и Львовская область, Николаев и Николаевская область, Одесса и Одесская область, Полтава и Полтавская область, Ровно и Ровенская область, Сумы и Сумская область, Тернополь и Тернопольская область, Ужгород и Закарпатская область, Харьков и Харьковская область, Херсон и Херсонская область, Хмельницкий и Хмельницкая область, Черкассы и Черкасская область, Черновцы и Черновицкая область, Чернигов и Черниговская область.

Шкаф управления, отвечающий вашим потребностям, можно купить или заказать, связавшись с менеджерами ООО «ЮНИСЕТ» по телефону или электронной почте, воспользовавшись разделом «Контакты» на сайте компании.