Aplicación de un convertidor de frecuencia y regulador de voltaje en sistemas de suministro de agua suburbanos

Este artículo analiza el uso de un convertidor de frecuencia y un regulador de voltaje para resolver el problema de la gestión de un sistema de suministro de agua suburbano. El artículo es una continuación del artículo. "Regulador de voltaje para una regulación suave de la potencia en la carga", que describe qué es un "regulador de voltaje", se considera un diseño, se proporcionan diagramas de conexión.

Como objeto de automatización, se seleccionó una casa en una aldea rural suburbana, conectada a un suministro central de agua. El principal inconveniente del sistema central de suministro de agua en el pueblo es la inconsistencia de la presión del agua, en un rango muy amplio de 0.5-1.8 atm., Que por sí solo no es suficiente para ducharse cómodamente o regar todo el jardín al mismo tiempo.

Se le pidió al cliente que modernizara el sistema de suministro de agua actual, que creara un sistema eficaz para regular la presión de salida en la cabaña y que automatizara el sistema de riego de la parcela personal. Las siguientes condiciones se presentaron como una tarea:

• el nivel de presión de salida en la cabaña debe ser continuamente ajustable en el rango de 2.0 a 4.0 atm .;

• la presión del agua debe ser estable y no debe depender del flujo de agua en la cabaña y del nivel de presión de entrada;

• se debe proporcionar protección contra el funcionamiento en seco de la bomba;

• el sistema de riego debe proporcionar automáticamente agua para hasta 6 aspersores distribuidos por todo el sitio;

• el sistema debería poder parametrizar y controlar desde un panel táctil portátil por el aire;

• se debe proporcionar la posibilidad de monitoreo y control remoto a través de Internet;

• el sistema debería proporcionar ahorro de energía y recursos;

En En general, el sistema se puede dividir en tres partes:

• sistema de suministro de agua y estabilización del nivel de presión de salida;

• sistema de riego del sitio;

• sistema de monitoreo y control, incluido control remoto.

El sistema de estabilización de la presión de suministro y salida de agua se muestra en la Figura 1. Utiliza una bomba centrífuga (5), que aumenta la presión en la salida del sistema (Ptek) con el caudal de agua requerido y un valor cambiante de la presión de entrada (Pin). El sistema también consta de una válvula que suministra agua (1), un sensor de entrada analógica (2) y presión de salida (6), una válvula de retención (3), válvulas de control (4), un acumulador hidráulico (8) y un convertidor de frecuencia (IF) (7) , lo que hace posible el funcionamiento del motor de la bomba a diferentes velocidades.

Fig. 1. Suministro de agua y regulación de la presión (haga clic en la imagen para ampliarla)

Las señales provenientes de los sensores de presión de entrada y salida se ingresan directamente en el inversor a través del módulo de entrada analógica. El software de control de presión se actualiza al inversor; en general, puede funcionar sin periféricos adicionales. Sin embargo, en nuestro caso, todas las instalaciones privadas se combinan en una sola red con un control remoto controlado por radio con un panel táctil, para mejorar la eficiencia y la conveniencia de controlar todo el sistema.

El sistema de riego se muestra en la Figura 2. Está especialmente diseñado para las condiciones de funcionamiento de Rusia, lo más simple y conveniente posible. El sistema consiste en un suministro de agua de verano (3), distribuido a lo largo de todo el sitio. A través de electroválvulas solenoides (4) el agua a través de mangueras flexibles fluye a los sistemas de riego portátiles convencionales. En total, el sistema utiliza 6 válvulas solenoides y mangueras flexibles. Para el cierre de "invierno", se utilizan las válvulas para el suministro de agua (1) y el drenaje (2). Las válvulas solenoides están controladas por un regulador de voltaje inteligente multicanal (MIRN) (5) de la corriente alterna.

El software y los algoritmos de riego están conectados directamente a MIRN y pueden funcionar de forma autónoma. Como en el caso anterior, todos los sistemas se combinan en una sola red con un control remoto. Para calcular el nivel de humedad del suelo en el sistema, sensor de humedad analógico (6) Está conectado al MIRN a través del módulo de entrada analógica y es necesario para la correcta determinación de la duración y el volumen de agua necesarios para regar el sitio.

Fig. 2. Sistema de riego (haga clic en la imagen para ampliarla)

El esquema general del sistema de monitoreo y control se muestra en la Figura 3. La figura muestra todos los dispositivos integrados en el sistema de control: un convertidor de frecuencia (IF) (1), un regulador de voltaje inteligente multicanal (MIRN) (2), un control de microcontrolador (MCU) (3) y control remoto (4). IF, MIRN y MKU están integrados en una red CAN.

Fig. 3. Sistema de monitoreo y control (haga clic en la imagen para ampliarla)

MKU se utiliza para controlar y distribuir tareas a los controladores responsables del suministro de agua (en el inversor) y el riego (en MIRN), así como para la entrada-salida de la información necesaria al panel de control a través de la red inalámbrica WI-FI. El control remoto funciona a través de la interfaz WEB con control a través de Internet y se puede mover a cualquier lugar. Como control remoto, se utilizó una tableta con pantalla táctil convencional con un módulo WI-FI integrado.

Especialmente quiero señalar que al implementar este sistema, se aplicaron tecnologías de ahorro de energía y recursos. MKU con un módulo de reloj en tiempo real (RTC) tiene modos "día-noche". Hay modos especiales "sin propietario" y "ahorro de agua".

El uso del inversor para controlar la bomba de circulación de agua permitió eliminar las corrientes de entrada al arrancar el motor y estabilizar el valor de la presión del agua en la casa de campo a diferentes presiones de entrada y caudales de agua. Esta solución permitió ahorrar un 40% de agua y un 60% de energía eléctrica en comparación con una forma tradicional de gestión.

Klyuev Pavel

Lea aquí cómo hacerlo.convertidor de frecuencia de bricolaje

Comments

[#1]

Ok! Todo es hermoso Para, tal vez, nuevos rusos. He estado poniendo convertidores de frecuencia durante ocho años. Tenemos que diseñar equipos para pozos donde ni siquiera hay luz ... En las aldeas, la gente recolecta dinero para comprar un chastotnik y abandonar la torre.
Pero el problema es diferente. Después de instalar el chastotnik, los medidores están encendidos, solo la inducción electrónica no está encendida. Creo que el asunto es la corriente diferencial debido a las redes rurales asesinadas. Quizás alguien pueda ayudar con este problema. Puedo enviar mis pensamientos. Necesito ayuda de verdad.
Saludos, Andrew.

[#2]

Si una casa de campo se encuentra en un sistema centralizado de suministro de agua, ¿por qué cercar un jardín desde cero? Conecte el sistema de suministro de agua en casa y listo. Por supuesto, si no hay ni una pizca de suministro de agua en el distrito, entonces otra cosa, pero nuevamente, todo se puede arreglar mucho más fácilmente. Lo primero que debe hacer es instalar una bomba eléctrica en su fuente de consumo de agua. Según el tipo, la bomba puede sumergirse directamente en agua o montarse en un pontón flotante (es decir, siempre en la superficie del agua), en una estufa. La bomba eléctrica se conecta mediante un cable eléctrico para el cableado externo. Luego puede instalar un dispositivo de almacenamiento de agua, pero más fácil, un tanque. Para facilitar la operación, el tanque puede equiparse con automatización o usar unidades hidroneumáticas.

[#3]

Querido Andrey! Prueba el jabón para discutir este tema.

[#4]

buenas tardes!

En el país hay un generador (5,5 kW, fase s). todo en la casa funciona de él al mismo tiempo (hervidor de agua, caldera, refrigerador, luz). pero! Cuando se enciende la bomba sumergible (1 kW, 1 fase), la protección se activa en el generador y deja de suministrar voltaje a la red. ¿Cómo ser? Listo para llamar a un electricista para una buena recompensa. gracias de antemano! Fedor, 8-915-481-10-64

[#5 Alexander]

Fedor,
Un electricista no te ayudará. Retire toda la carga del generador, deje solo la bomba sumergible, enciéndala y mida la corriente de arranque, luego saque una conclusión.

Si hay mucho dinero, no es posible confundirse. Solo en una hoja de papel calcule en qué lugar estarán los ahorros, y su inversor principalmente ahorra energía, ¿cómo lo usará a expensas del% de ahorro? Puede ahorrar el 100% si no enciende el sistema.

[#6]

Los chastotniks tienen un gran futuro, pero están limitados por el costo del equipo, junto con la necesidad de una actualización completa de la red. De lo contrario, el consumidor se enfrentará a problemas bien conocidos en el campo de la radioelectrónica, así como a los cursi, los electricistas. Corte de frecuencia, penetración de alta frecuencia en la red, descomposición de cables salientes, etc. Cualquier desviación durante la instalación del convertidor de frecuencia de las recomendaciones del fabricante amenaza con estas y otras consecuencias desagradables. En mi práctica, los choques de freno, que se suministraron por separado, resolvieron los problemas de conmutación. De alguna manera en un inversor resultó dudoso. Opcionalmente, todos los inversores pueden funcionar dependiendo del tamaño de la señal de control. Convertimos la señal hidroneumática o, por ejemplo, una señal acústica en una señal eléctrica: obtenemos una unidad con los parámetros correctos en el momento adecuado. Pero específicamente en una casa privada, preferiría opciones más baratas (en mi humilde opinión), aunque el dispositivo es bueno.

[#7 Gregory]

A la venta para la automatización de los sistemas de suministro de agua, ya hay convertidores de frecuencia domésticos especiales de bajo costo, por ejemplo SIRIO fabricado por la empresa italiana ITALTECNIKA. Dichos convertidores están diseñados específicamente para su uso con bombas domésticas y no requieren sensores adicionales ni configuraciones complejas.

Convertidor de frecuencia SIRIO:

1. Inicia y detiene el motor de la bomba suavemente

2. Mantiene automáticamente la presión. La presión en el sistema es siempre la misma, porque El convertidor de frecuencia acelera o reduce la velocidad y, en consecuencia, el rendimiento del motor de la bomba, dependiendo del flujo real de agua.

3. Protege la bomba del "funcionamiento en seco" mediante un interruptor de flujo integrado en el convertidor de frecuencia, es decir Si no hay agua en el sistema, no encenderá la bomba.

4. Protege el motor de la bomba de sobrecargas de corriente.

5. Protege el motor de la bomba contra el aumento y la disminución del voltaje en la red.

6. Ahorra electricidad

Para iniciar el convertidor de frecuencia Sirio solo ajuste la presión requerida en el sistema de suministro de agua.