了解如何使用软启动器减少水锤现象

了解如何使用软启动器减少水锤现象

在泵水应用中,系统动力学对泵控制类型选择有很大的影响。

泵送应用的最终目标是输送流体,但是减少具有破坏性的水锤现象也非常重要,并且需要快速检测泵送系统中的问题。

那么实现泵送应用集中式控制的最有效途径是什么?

假设我们需要使用离心泵将水从一个地方泵送至另一个地方,同时还要减少水锤现象。

在这种情况下,应用项目要求泵机顺畅启动并全速运行泵机电机,直至其发出停止命令。

相对于变频器,软启动器更适合这一任务,原因是它在启停操作之间无需执行速度控制。

在启动方面有三种常见方式:

  1. 软启动方式用于在启动期间不希望出现电流尖峰的软开关电源应用。这是一种通过降低电压启动应用项目的传统方式。
  2. 当应用项目需要时(为了节能),泵控制方式根据泵机固有的S曲线提供充足的控制和扭矩。有时,这种方式的电流比软启动方式更高,这取决于系统动力学参数。
  3. 线性加速方式提供最顺畅的启动操作。与前两种启动方式相比,线性加速方式受负载的影响不那么大。多数应用项目需要外部转速计才能实现这种方式。

泵送应用的常见停止方式也非常简单:

  1. 软停止方式在停止期间降低电压,它能令斜坡时间超出滑行停止时间。
  2. 泵停止方式类似于泵启动方式,在停止期间根据系统动力学参数操作。
  3. 最后,线性减速方式为泵送应用提供顺畅、可控的停止操作,它受负载的影响并不大。

以下展示了三种停止方式下的泵负载扭矩和速度。通过控制电机扭矩,水锤现象得到控制。

扭矩比较 [单击以放大]

速度比较 [单击以放大]

功率因素和有功功率都趋向于零值,但电机电流并非如此。

即使在空载条件下,电机励磁电流也始终存在。

将功率因素、有功功率和电流结合分析有助于指示泵机是否存在问题

150 Hp 电机负载性能 [单击以放大]

例如,如果有功功率降低,则表示可能存在泵气穴或泵进口堵塞问题,这会导致泵机干运行。

如果有功功率提高,则表示过载情况,如轴承损坏或排液管路破裂。

监视泵送应用的另一种方式是使用流量计。

通常,这种设备会向 PLC 机架中的模拟量卡发送反馈信号,而控制程序对 PLC 机架进行监视。

这里的问题是:是否存在一种有效途径,它既能整合不同的泵送应用控制和监视方式,又能减少设备数量?

借助一种设备实现泵送应用集中式控制,例如完善的全功能智能电机控制器,它能够:

  • 减少启动和停止期间的水锤现象,包括无传感器线性加速和减速,这表示无需外部转速计
  • 提供功率监视能力
  • 提供可编程报警和故障
  • 包含可扩展模拟量输入/输出,能够连接至流量计
  • 扩展通信能力

您可进一步了解 Allen-Bradley SMCTM-50 软启动器

Bill Bernhardt
发布 2017-九月-11 作者 Bill Bernhardt, Senior Commercial Engineer, Rockwell Automation
  • 联系:

博客

作为工业自动化、动力、过程控制和信息解决方案的全球供应商,我们愿帮您了解您所在行业的最新发展动态,助您在未来取得成功。此博客不仅是我们的员工与客座博主之间分享技术和探讨行业相关主题的平台,同时还为您提供了参与讨论并分享您的见解的机会。