Пусковые токи двигателей скважинных насосов
Пусковой ток скважинного насоса
Расчет системы питания любого погружного насоса должен включать в себя поправку на его пусковой ток. По разной документации, встречающейся в сети, пусковой ток принимают равным рабочему току насоса, увеличенному в 3-7 раз. Встречается упоминание даже 9-кратного множителя.
Давайте разберемся, от чего зависит величина пускового тока. В первую очередь, конечно - от модели двигателя. Чем больше и мощнее двигатель, тем более сильный инерционный момент его ротора, тем больше энергии нужно для его раскрутки. Поэтому расчетный множитель тока при пуске растет с 3 при полукиловатных двигателях до 4 для двигателей мощностью два киловатта.
Нагрузка на двигатель в момент его запуска тоже играет далеко не последнюю роль - свободно вращающийся ротор в насосе обеспечит при пуске меньший ток, чем нагруженный многометровым столбом воды в водопроводной магистрали.
Таблица множителей для пусковых токов насосов Grundfos SP
В таблице дана зависимость рабочего In тока в амперах и множителя для пускового тока Ist/In от мощности P2 для однофазных и трехфазных двигателей Grundfos линейки SP. Действующее время разгона - 0.1 секунды.
P2 kWt | In, A (1x230) | Ist/In (1x230) | In, A (3x400) | Ist/In (3x400) |
0.37 | 3.95 | 3.4 | 1.40 | 3.7 |
0.55 | 5.80 | 3.5 | 2.20 | 3.5 |
0.75 | 7.45 | 3.6 | 2.30 | 4.7 |
1.1 | 7.30 | 4.3 | 3.40 | 4.6 |
1.5 | 10.2 | 3.9 | 4.20 | 5.0 |
2.2 | 14.0 | 4.4 | 5.50 | 4,7 |
Пусть Вас не удивляет несоответствие потребляемого двигателем тока в таблице и мощности в киловаттах - производители двигателей для насосов дают в характеристиках мощность на валу двигателя, а она зависит от КПД и меньше потребляемой им электрической мощности. А сила тока приводится для двигателя при полной нагрузке.
Ограничение по количеству включений насоса в час связано с большим выделением тепла на обмотках двигателя пусковым током. При слишком частых включениях обмотки перегреются.
Слишком сильный перегрев обмоток приводит к потере изоляционных свойств лака, которым покрыты витки, межвитковому замыканию и выходу двигателя насоса из строя.
Побочные эффекты
При тяжелом режиме работы двигателя (большая высота напора, забит впускной фильтр, отложения в водопроводе, износ узлов насоса) величина и продолжительность пускового тока могут быть значительно больше расчетных.
Во время действия пускового тока увеличивается падение напряжения на кабеле питания насоса. Правила IES 3-64 допускают падение не более 4% от входящего напряжения.
Борьба с пусковым током
Прямой пуск от сети является самым простым и дешевым решением, но большой пусковой ток накладывает ограничения на его использование. Чтобы избавиться от этого недостатка, применяют другие способы:
1. Устройство плавного пуска - это наиболее эффективный метод уменьшения величины пускового тока. Один из его главных недостатков - большая стоимость преобразователя.
Для насосов Grundfos SQ и SQE нет ограничений по количеству запусков в час, потому что преобразователь частоты и устройство плавного пуска уже встроены в корпус двигателя.
Упрощенно работа УПП заключается в плавном наращивании напряжения на двигателе в течении 2-х секунд. За это время ротор успевает раскрутиться до необходимых оборотов, не увеличивая нагрузку на сеть.
2. Последовательное включение через трансформатор с несколькими обмотками. Для насосов обычно применяется 1 - 2 секции, которые ограничивают ток при включении, а по мере набора насосом оборотов по очереди выводятся из цепи. Первоначальное снижение напряжения происходит максимум до 50% от напряжения питания.
3. Для трехфазных двигателей насосов мощностью более 3 киловатт можно применить схему пуска с переключением со звезды на треугольник. В момент пуска двигатель включается по схеме "звезда", дающая снижение пускового тока в 3 раза, и лишь после разгона двигателя соединение переключается по схеме "треугольник".