62
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA S U B O T I C A DIPLOMSKI RAD PUMPNI SISTEMI ZA POVIŠENJE PRITISKA VODE U VIŠESPRATNICAMA POMOĆU FREKVENTNOG REGULATORA KANDIDAT MENTOR Bogdan Radin Prof. Mr Gal Đula ___________________________________________________________________________ SUBOTICA 2009.god.

115486874 Frekventni Regulatorc

Embed Size (px)

DESCRIPTION

cx

Citation preview

Page 1: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

S U B O T I C A

DIPLOMSKI RAD PUMPNI SISTEMI ZA POVIŠENJE PRITISKA VODE U

VIŠESPRATNICAMA POMOĆU FREKVENTNOG REGULATORA

KANDIDAT MENTOR

Bogdan Radin Prof. Mr Gal Đula ___________________________________________________________________________

SUBOTICA 2009.god.

Page 2: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

2

PREDGOVOR

Zahvaljujem prof. mr Gal Đuli na mentorstvu i stručnom vođstvu tokom studija i ovog

rada. Prihvatanje izrade ovog projekta za mene je predstavljalo pravi izazov, mogućnost

sticanja novih iskustava i napredovanja u oblasti automatike u profesionalnom smislu.

Zahvaljujem posebno i svojim roditeljima koji su pokazali veliko strpljenje i dali mi

veliku podršku tokom mog studiranja.

Takođe bih se zahvalio Skenderović Ivanu, el.ing. koji mi je stručnim savetima

pomogao u realizaciji mog diplomskog rada.

Page 3: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

3

SADRŽAJ

PREDGOVOR ..................................................................................................................... 2

SADRŽAJ............................................................................................................................. 3

DIPLOMSKI ZADATAK .................................................................................................... 5

1. UVOD ........................................................................................................................... 6

1.1. OPIS PROBLEMA ................................................................................................. 6 1.2. CILJEVI RADA ..................................................................................................... 7

2. TEORIJSKE OSNOVE ............................................................................................... 8

2.1 TIPOVI POKRETANJA PUMPNIH SISTEMA ..................................................... 8 2.2 REGULACIJA PRITISKA ..................................................................................... 9 2.3 EKONOMSKA OPRAVDANOST REGULISANIH PUMPNIH SISTEMA ........ 11

2.3.1 IZRAČUNAVANJE (ODREĐIVANJE) EKONOMSKE OPRAVDANOSTI REGULISANOG PUMPNOG SISTEMA......................................................... 12

2.3.2 PRIMER OPRAVDANOSTI TROŠKOVA UVOĐENJEM REGULISANOG PUMPNOG SISTEMA ..................................................................................... 13

2.3.3 PRIMER PRORAČUNA .................................................................................. 14

3. REGULISANI PUMPNI SISTEMI ........................................................................... 16

4. FREKVENTNI PRETVARAČI ................................................................................ 22

4.1 PREDNOSTI FREKVENTNE REGULACIJE ..................................................... 24 4.2 OSNOVNI TIPOVI SISTEMA NA BAZI FREKVENTNIH REGULATORA ..... 24 4.3 SIGNALI ZADATE VREDNOSTI BRZINE ........................................................ 26 4.4 REGULACIJA PROCESNE VARIJABLE U OTVORENOJ PETLJI ILI

ZATVORENOJ PETLJI ....................................................................................... 28 4.5 UŠTEDA ENERGIJE I BUKA ............................................................................. 29

5. VIŠESTEPENE CENTRIFUGALNE PUMPE – “SEVER” (SEV) ......................... 30

5.1 NAMENA ............................................................................................................ 30 5.1.1 TRANSPORTOVANA TEČNOST .................................................................. 30

5.2 PRIMENA ............................................................................................................ 31 5.3 IZBOR PUMPI ..................................................................................................... 31 5.4 KONSTRUKCIJA ................................................................................................ 32

5.4.1 PRIRUBNI POKLOPAC PUMPE .................................................................... 32 5.4.2 KUĆIŠTE PUMPE ........................................................................................... 32 5.4.3 MEHANIČKI ZAPTIVAČI .............................................................................. 33 5.4.4 ULEŽIŠTENJE OSOVINE PUMPE ................................................................. 33 5.4.5 OSOVINA PUMPE .......................................................................................... 34 5.4.6 CEVASTO ZAPTIVANJE ............................................................................... 34

5.5 PRIKLJUČENJE .................................................................................................. 35 5.6 NAPOMENA ....................................................................................................... 35

Page 4: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

4

5.7 TEHNIČKI PODACI ........................................................................................... 35 5.8 MERNA SKICA................................................................................................... 36 5.9 DIMENZIJE I MASA........................................................................................... 36 5.10 DIJAGRAM HIDRAULIČNIH KARAKTERISTIKA .......................................... 37

6. FREKVENTNI PRETVARAČI – PROCON (E1D; E3D) ........................................ 38

6.1 NAMENA UREĐAJA.......................................................................................... 38 6.2 TEHNIČKE KARAKTERISTIKE ........................................................................ 38 6.3 TEHNIČKI OPIS ................................................................................................. 39 6.4 UPOZORENJA !!! ............................................................................................... 39 6.5 FABRIČKO POVEZIVANJE E1D FREKVENTNOG PRETVARAČA ............... 40 6.6 FABRIČKO POVEZIVANJE E3D FREKVENTNOG PRETVARAČA ............... 41 6.7 STAVLJANJE UREĐAJA U POGON ................................................................. 42 6.8 OPIS TERMINALA ZA PODEŠAVANJE RADA FREKVENTNOG

PRETVARAČA ................................................................................................... 42 6.8.1 FUNKCIJE TASTERA (KOD TERMINALA ZA RUKOVANJE I

PODEŠAVANJE) ............................................................................................. 43 6.8.2 PROGRAMIRANJE ......................................................................................... 43 6.8.3 MOGUĆE VREDNOSTI ZA PRIKAZIVANJE ............................................... 44

6.9 TERMINAL SA TASTATUROM ZA PROGRAMIRANJE RADA FREKVENTNOG PRETVARAČA ...................................................................... 44

6.9.1 FUNKCIONISANJE DONJIH TASTERA TERMINALA ................................ 45 6.9.2 FUNKCIONISANJE GORNJIH TASTERA TERMINALA ............................. 46

6.10 SADRŽAJ MENIJA (BRZI MENI) ...................................................................... 47 6.11 PROGRAMIRANJE FREKVENTNOG PRETVARAČA ZA ODRŽAVANJE

KONSTANTNOG PRITISKA – REGULACIJA .................................................. 50

7. GRAFIČKI PRILOZI ................................................................................................ 53

7.1 DIMENZIJE I RASPORED ELEMENATA FREKVENTNOG PRETVARAČA ZA ODRŽAVANJE KONSTANTNOG PRITISKA ................................................... 53

7.2 ELEKTRIČNA ŠEMA PRIKLJUČENJA FREKVENTNOG REGULATORA NA PUMPNI SISTEM ................................................................................................ 54

7.3 ŠEMA SPAJANJA RAZVODNOG ORMANA SA FREKVENTNIM REGULATOROM NA PUMPNI SISTEM ........................................................... 55

8. SINOPSISI .................................................................................................................. 56

9. ZAKLJUČAK ............................................................................................................ 59

10. BIOGRAFIJA ......................................................................................................... 60

11. KORIŠĆENA LITERATURA ............................................................................... 61

12. REKAPITULACIJA .............................................................................................. 62

Page 5: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

5

DIPLOMSKI ZADATAK

• Dati opšti pregled povišenja pritiska vode u višespratnicama

• Pokretanje pumpnih sistema i vršenje regulacije pritiska

• Ekonomska opravdanost regulisanih pumpnih sistema

• Opis regulisanih pumpnih sistema

• Opšti opis frekventnih pretvarača

• Opis višestepenih centrifugalnih pumpi SEVER

• Opis frekventnog regulatora PROCON

• Grafički prilozi

Page 6: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

6

1. UVOD

1.1. OPIS PROBLEMA

Pritisak u sistemima za vodosnabdevanje često nije dovoljan za pokrivanje potreba

pojedinih korisnika ili čitavih delova naselja. Razlog za to može da bude ili suviše velika

visinska razlika između pojedinih korisnika, ili suviše veliki gubici u cevovodu,

prouzrokovani velikom potrošnjom u određenom dobu dana.

U najvećem broju slučajeva oba faktora će zajedno biti odgovorna za činjenicu da

zahtevani pritisak u instalaciji nije ostvaren, zbog čega se javlja potreba za ugradnjom

pumpnih sistema za povišenje pritiska vode regulisane frekventnim pretvaračem. Zahtevi

pojedinih korisnika za pritiscima u instalaciji višim od uobičajenih, kao što su industrijski

procesi, višespratne zgrade, kao i specifični zahtevi sistema za gašenje požara, takođe dovode

do potrebe za ugradnjom regulisanih pumpnih sistema.

Najniži nivo automatizacije podrazumeva upravljanje jedinice za povišenje pritiska

korišćenjem presostata (tlačnih sklopki), preko mikroprocesorskog upravljanja i mekog

upuštanja i zaustavljanja pumpi pomoću soft-startera, sve do frekventnog upravljanja

pumpama pomoću frekventnog regulatora sa odgovarajućom automatikom, kao najvišim

stepenom automatizacije. Upotrebom frekventnih regulatora vrši se automatsko

prilagođavanje rada postrojenja trenutnim uslovima potrošnje, čime se postiže značajna ušteda

u električnoj energiji.

Po potrebi, postoje i sistemi za daljinski prenos podataka o statusu pumpnog

postrojenja, bilo žičnim ili bežičnim putem, a moguće je i daljinsko upravljanje postrojenjem

(podešavanje parametara rada).

Page 7: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

7

1.2. CILJEVI RADA

Osnovna namena postrojenja je povišenje pritiska vode u objektima u kojim se

zahtevani pritisak ne može obezbediti direktnim priključenjem na gradsku mrežu ili drugi

izvor snabdevanja. Postrojenja opslužuju pojedinačne objekte, grupe objekata ili manja

naselja. Uz značajnu uštedu energije, stabilnost pritiska na mestu potrošnje je osobina koja

ova postrojenja preporučuje naročito za stambene objekte, bolnice, hotele i tehnološke

procese koji ne trpe oscilacije pritiska vode. Instalacije sa ovim postrojenjima mogu se

koristiti za protivpožarnu vodu ako su ispunjeni uslovi priključenja hidranata na mrežu pitke

vode.

Rad se sastoji iz dvanaest poglavlja. Nakon uvodnog poglavlja sledi poglavlje koje se

bavi tipovima pokretanja pumpnih sistema, kao i opis regulacije pritiska i ekonomske

opravdanosti regulisanih pumpnih sistema.

U trećem poglavlju je analizirana je regulacija pumpnih sistema.U ovom poglavlju

opisani su način rada, prednosti, primena, zaštita, odabir i smeštaj regulisanih pumpnih

sistema.

U četvrtom poglavlju dat je teorijski opis frekventnih pretvarača.

U petom poglavlju opisane su višestepene pumpe proizvođača „SEVER“

U šestom poglavlju opisan je frekventni pretvarač proizvođača „PROCON“

U sedmom poglavlju date su grafički prilozi dimenzije i raspored elemenata u

razvodnom ormanu, šema priključenja frekventnog pretvarača i šema spajanja razvodnog

ormana na pumpni sistem.

Poslednjih pet poglavlja sadrže sinospise, zaključak, biografiju korištenu literaturu i

rekapitulaciju.

Page 8: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

8

2. TEORIJSKE OSNOVE

2.1 TIPOVI POKRETANJA PUMPNIH SISTEMA

Budući da je struja polaska motora uglavnom od 4 do 7 puta veća od nominalne,

potrebno je primeniti odgovarajuću opremu radi redukcije opterećenja električne mreže. U

praksi postoji nekoliko tipova uređaja za pokretanje centrifugalnih pumpi:

• Direktno pokretanje

• Pokretač zvezda-trougao

• Pokretaje mekim upuštačem

• Pokretanje frekventnim pretvaračem

Direktno pokretanje, budući da je vreme zaleta motora kratko (nekoliko sekundi) daje

dobre rezultate u pogledu zagrevanja motora pri polasku, kao i najduži radni vek motora.

Iznad 45 kW zbog mehaničkih udara preporučuje se pokretanje zvezda-trougao. Osim toga,

iako je sa ovakvim načinom pokretanja najveća struja starta, direkno pokretanje izaziva

najmanje smetnje na električnoj mreži.

Pokretač zvezda-trougao je najprihvaćenije i najrasprostranjenije rešenje za smanjenje

struje kod pokretanja. Kod pokretanja elektromotora, kombinacijom zvezda-trougao, namotaji

na motoru dobijaju za √3 manji napon, čime se obezbeđuje „mekše” pokretanje (manja struja

po fazi za √3 ), a u vezi trougao namotaji dobijaju puni napon i elektromotor daje puni broj

obrtaja i nazivni momenat na osovini.

Meki upuštač je elektronski uređaj koji smanjuje napon i prema tome struju starta uz

pomoć promene ugla faze. Struja starta se smanjuje 2-3 puta. Kada motor postigne punu

brzinu uređaj se isključuje i motor se dalje snabdeva direktno iz mreže. Ovakav način

pokretanja daje smanjen polazni moment i pojačano zagrevanje motora pri polasku. Da bi se

izbeglo zagrevanje motora preporučuje se da vreme zaleta bude par sekundi. Ovakav način

pokretanja daje dobre osobine pri polasku, međutim konstrukcija ovakvih uređaja je veoma

slična frekventnim pretvaračima pa stoga i cena, a sa druge strane ovakvi uređaji nemaju

mogućnost upravljanja sa pumpom u zavisnosti od neke spoljnje veličine (pritisak,protok isl.),

pa je prema tome njihova primena ograničena.

Page 9: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

9

Frekventni pretvarač je idealni tip startera. Uz pomoć pretvarača frekvencije postiže se

redukcija struje zaleta, kao i smanjenje hidrauličkog udara. S druge starane imaju relativno

visoku cenu pa je njihova primena opravdana samo slučajevima kada se želi postići,

kontinualna promena brzine pumpe u zavisnosti od neke spoljnje veličine, kao što su: protok,

pritisak, nivo itd. Kod ovakvog načina upravljanja potrebno je obratiti pažnju na sledeće:

• Primena frekventnog pretvarača ne znači uštedu energije dugoročno.

• Ukoliko pumpa ne radi na punom broju obrtaja smanjuje se vek kako pumpe tako i motora.

• Minimalan preporučeni broj obrtaja kod centrifugalnih pumpi je 1500 o/min (25 Hz).

2.2 REGULACIJA PRITISKA

U najvećem broju slučajeva kod vodosnabdevanja postavlja se pitanje regulisanja

pritiska. Ovaj problem u najvećem broju slučajeva rešen je primenom hidrofora i

dvopozicionog presostata. Ovakav način predstavlja najjeftinije i ujedno najprostije rešenje.

Osim toga ovaj način je veoma pouzdan i najmanje zahtevan u pogledu održavanja. Mana

ovakvog sistema je potreba za posudama pod pritiskom relativno velike zapremine i velika

histereza regulatora, odnosno oscilacije pritiska.

Jedno od rešenja ova dva problema predstavlja primena frekventne regulacije. Naime

ukoliko se presostat zameni davačem pritiska koji daje signal frekventnom pretvaraču a na

osnovu tog signala menja odnosno prilagođava broj obrtaja pumpe, postiže se usaglašavanje

kapaciteta pumpe sa trenutnom potrošnjom vode. Ovako se smanjuje greška regulacije i

smanjuje se potrebna zapremina hidrofora. Takođe na ovaj način moguće je rešiti i regulaciju

protoka.

Drugo rešenje ovog problema (oscilacija pritiska) je sistem sa više pumpi. U ovom

slučaju vrši se kaskadno uključivanje pumpi prema trenutnim potrebama potrošača. Što

rezultuje u manjem odstupanju trenutnog kapaciteta sistema od potrebe potrošača, u odnosu

na sistem sa jednom pumpom. Ovakvo rešenje ima prednosti u smislu pouzdanosti pošto

ispad jedne pumpe ne izaziva zastoj celog sitema. Mana ovakvog rešenja je razuđenost i

investiciono ulaganje pri izgradnji.

Idealno rešenje predstavlja kombinacija dva gore navedena, frekventna regulacija i

kaskadno upravljanje. Ovakav sistem se sastoji od više pumpi od kojih je najmanje jedna sa

frekventnim pretvaračem. U ovom slučaju upravljački uređaj vodi računa o radu svih pumpi.

Page 10: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

10

Frekventni pretvarač se u ovom slučaju postavlja na najmanju pumpu. Sa ovom

pumpom se vrši fina regulacija izlaznog pritiska. Ostale veće jedinice se uključuju u

zavisnosti od potrebe. Ovo predstavlja kompromis energetske efikasnosti i tačnosti regulacije,

pošto smanjivanje broja obrtaja znači pad stepena korisnog dejstva pumpe te povećanu

utrošenu energiju po kubnom metru ispumpane vode. S druge strane postiže se

zadovoljavajuća tačnost regulacije pritiska. Cena investicije i održavanja prema stepenu

automatizacije i energetske efikasnosti približava se optimalnoj pošto je ovako moguće pratiti

rad svih pumpi, i usaglasiti resurse i potrošnju.

Ovakvo rešenje, ukoliko se dobro izvede, zahteva malo održavanja pošto se sastoji

uglavnom od jednostavnih komponenti, što takođe daje robustnost i stabilnost kod ispada i

kvarova. Osim toga prisutna je i mogućnost unifikacije komponenti (pumpe, elektrooprema

itd) što povećava brzinu popravke kod hitnih intervencija.

Izbor upravljanja i pokretanja pumpi kao i izbor samih pumpi zavisi pre svega od

kapaciteta izvorišta, potrebnog kapaciteta potrošača i naravno od mogućnosti investitora.

Razvoj pumpi kreće se u pravcu povećanja efikasnosti, dok se razvoj upravljanja i automatike

kreće u pravcu povećanja tačnosti regulacije i podizanja stepena automatizacije. Podizanje

stepena automatizacije znači praćenje više parametara i automatsko reagovanje na njihove

vrednosti ili stanja.

Page 11: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

11

2.3 EKONOMSKA OPRAVDANOST REGULISANIH PUMPNIH SISTEMA

Postoje nekoliko ekonomskih faktora i kriterijuma koji mogu opravdati uvođenje

regulisanog elektromotornog pogona ili rekonstrukciju postojećeg pogona, međutim sama

procena ovih kriterijuma zavisi od korisnika.

Posmatrajući opravdanost regulisanog pogona kroz kriterijum troškova, troškovi

opravdanog regulisanog pogona uključuju kupovnu cenu i troškove montaže. Troškovi

eksploatacije uključuju troškove energije i troškove održavanja, što je izuzetno važan faktor

posmatrajući sa aspekta zarada tj. viška vrednosti.

Opšti kriterijumi za racionalno korišćenje pretvarača frekvencije mogu se ukratko istaći:

Poboljšanje kvaliteta proizvoda odnosno pojednostavljenje procesnih sistema (što

uključuje najnovija dostidnuća tehnike još u fazi planiranja investicije).

Nizak nivo buke pogona sa pretvaračima može se navesti kao primer zaštite čovekove

okoline.

Ako je štednja energije jedini motiv za uvođenje pogona sa regulacijom brzine,

potrebno je uzeti u obzir da specifični troškovi (din/kW) naglo rastu sa padom

nominalne snage elektro motora. Procena stvarnog stanja elektropogona na primer u

industriji šećera pokazala je da oko 60% potrošene energije se koristi za rad pumpi i

ventilatora. Međutim, ako se posmatra klasifikacija elektromotora (na primer u

navedenoj industriji) prema količini i vrednosti izlazne snage, motori čija je nominalna

snaga veća od 100 kW nose oko 15% od ukupnog iznosa ali troše oko 50% od ukupne

energija namenjene za elektromotore izuzimajući pogone centrifuga. Ako je cilj da se

uštedi energija pomoću uređaja za regulaciju brzine elektromotora, posebna pažnja se

mora posvetiti ovoj grupi motora.

Page 12: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

12

2.3.1 IZRAČUNAVANJE (ODREĐIVANJE) EKONOMSKE OPRAVDANOSTI REGULISANOG PUMPNOG SISTEMA

Investicioni troškovi za procenjivanje prednosti investicionih projekata ili

investicionih mogućnosti su preliminarni prilikom donošenja odluke o investicijama. Prilikom

investicionih kalkuacija najčešće se obraća pažnja na kalkulacije neto-povratka i amortizacija.

Kalkulacije neto-povratka odnose se na očekivane godišnje zarade uloženog kapitala

čime se dobija informacija o profitu planirane investicije:

𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉ć𝑉𝑉𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 = 𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺š𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 𝑧𝑧𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝐺𝐺𝑎𝑎𝑈𝑈𝑈𝑈𝐺𝐺ž𝑎𝑎𝑎𝑎𝐺𝐺 𝑘𝑘𝑉𝑉𝑘𝑘𝐺𝐺𝑘𝑘𝑉𝑉𝑈𝑈 𝑥𝑥 100 (%)

Izračunavanje amortizacije bazira se uglavnom na određivanju rizika, odnosno da se

odredi koliko je vremena potrebno za amortizaciju investicija.

Amortizacioni period (oko 3 do 6 godina) baziran je na subjektivnu ocenu investitora i

u praksi je ovaj period obično kraći od ekonomskog veka trajanja.

𝐴𝐴𝐴𝐴𝐺𝐺𝑉𝑉𝑘𝑘𝐺𝐺𝑧𝑧𝑉𝑉𝐴𝐴𝐺𝐺𝐺𝐺𝑎𝑎𝐺𝐺 𝑘𝑘𝑎𝑎𝑉𝑉𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺 = 𝐼𝐼𝑧𝑧𝑎𝑎𝐺𝐺𝐼𝐼 𝐺𝐺𝑎𝑎𝑖𝑖𝑎𝑎𝐼𝐼𝑘𝑘𝐺𝐺𝐴𝐴𝐺𝐺𝑎𝑎𝑎𝑎𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺š𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 𝑧𝑧𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝐺𝐺𝑎𝑎

Ako se kapital koji je potreban da pokrije investicione troškove (A) investira pri

kamatnoj stopi i%, akumulirani kapital posle n godina je:

𝐴𝐴𝑎𝑎 = 𝐴𝐴 𝑥𝑥 (1 + 0,01 𝑥𝑥 𝐺𝐺)𝑎𝑎

Jednačina br. 1

Ako se investicija treba amortizovati u roku od n godina, potrebno je postići godišnju

zaradu (E) koja ako se investira pri kamatnoj stopi od i% daće kapital posle n godina:

Page 13: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

13

𝐸𝐸𝑎𝑎 = 𝐴𝐴𝑎𝑎 = 𝐸𝐸 𝑥𝑥 (1 + 0,01 𝑥𝑥 𝐺𝐺)𝑎𝑎−1

0,01 𝑥𝑥 𝐺𝐺

Jednačina br. 2

Pomoću jednačina 1 i 2 može se izračunati amortizacioni period (n):

𝑎𝑎 =

𝑈𝑈𝑙𝑙 11 − 𝐴𝐴

𝐸𝐸 𝑥𝑥 (0,01 𝑥𝑥 𝐺𝐺)lg 𝑥𝑥 (1 + 0,01 𝑥𝑥 𝐺𝐺)

Jednačina br. 3

2.3.2 PRIMER OPRAVDANOSTI TROŠKOVA UVOĐENJEM REGULISANOG PUMPNOG SISTEMA

Znatna ušteda energije se može postići kod pogona sa kvadratičnom momentnom

karakteristikom ako se umesto pogonskog motora konstantne brzine koristi pogon sa

regulacijom brzine motora.

Centrifugalna pumpa i pripadajuća oprema (sistem cevi, ventili) su dva sistema, koji

su serijski povezana. Njihova konstrukcija se uvek mora bazirati na maksimalnom protoku.

Prosečan protok obično se kreće oko 60-80% maksimalnog protoka.

Podešavanje protoka se može vršiti putem:

-prigušnih uređaja

-bajpas kontrolom

-regulacijom brzine

Sistemi podešavanja protoka pumpe sa prigušnim uređajima su sistemi čistog gubitka

koji zahtevaju velike eksploatacione troškove. Podešavanje protoka sistemom sa bajpas

kontrolom, deo protoka vraća u usisnu granu i zahteva najveću snagu od centrifugalne pumpe.

Međutim, sistemi sa regulacijom brzine karakteristiku pumpe podešava tako da potisnu visinu

koja se generiše u pumpi prilagođava prema zahtevima karakteristike cevovoda na željeni

Page 14: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

14

protok. Sa aspekta potrošnje energije ovaj sistem je najracionalniji. Takođe smanjuje habanje

pumpe na najmanju meru.

Prethodna razmatranja se ne odnose na slučajeve gde je maksimalan protok mnogo

manji od nivoa na koji je motor proračunat. Drugim rečima, zbog velikih investicija,

podešavanje protoka putem regulacije brzine je samo u izuzetnim slučajevima odgovarajući

način za rešavanje problema predimenzionisanjem. Postoje mnogo jeftinija rešenja za ovaj

problem (na primer ugradnja motora male brzine, promena prenosnog odnosa itd.).

2.3.3 PRIMER PRORAČUNA Sledeći primer je ilustracija načina uštede energije koji se postiže regulacijom brzine

centrifugalne pumpe i to da bi se uskladio protok i stvarna potrošnja umesto da se jednostavno

priguši višak hidraulične snage pri nominalnoj brzini.

Podaci centrifugalne pumpe sa Q-H karakteristike su sledeći: protok Q = 550m³/h,

potisna visina H = 60m, gustina fluida je 1kg/dm³, gravitacija g = 9,81m/s² i stepen korisnog

dejstva η = 0,74.

a) Tražena mehanička snaga navedene centrifugalne pumpe pri nominalnoj brzini

𝑃𝑃1 = 𝑄𝑄 · 𝐻𝐻 · 𝛾𝛾 · 𝑙𝑙

3600 · 𝜂𝜂 = 550 · 60 · 1 · 9,81

3600 · 0,74 = 122 𝑘𝑘𝑘𝑘

Međutim, ako se zahteva protok Q = 400m³/h tj. 73% od nominalnog protoka:

b) Za slučaj podešavanja protoka prigušenjem pri konstantnoj brzini potrebna mehanička

snaga pumpe je:

𝑃𝑃2 = 400 · 72 · 1 · 9,81

3600 · 0,69 = 114 𝑘𝑘𝑘𝑘

c) Za slučaj podešavanja protoka regulacijom brzine centrifugalne pumpe potrebna

mehanička snaga je:

𝑃𝑃3 = 400 ∙ 32 ∙ 1 ∙ 9,81

3600 ∙ 0,74 = 47 𝑘𝑘𝑘𝑘

Page 15: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

15

Takođe, poređenje pokazuje da stepen korisnog dejstva pumpe u slučaju b) je veći od

korisnog dejstva u slučaju a).

Specifična potrošnja energije (tj. potrošnja energije po jedinici protoka: kWh/m³) se

takođe može koristiti za ilustraciju ekonomičnosti pogona pumpe sa regulacijom brzine.

Slučaj a) 𝐸𝐸1 = 𝑃𝑃𝑄𝑄

= 0,22 𝑘𝑘𝑘𝑘ℎ/𝐴𝐴³

Slučaj b) 𝐸𝐸2 = 0,29 𝑘𝑘𝑘𝑘ℎ/𝐴𝐴³ (podešen protok prigušenjem)

Slučaj c) 𝐸𝐸3 = 0,12 𝑘𝑘𝑘𝑘ℎ/𝐴𝐴³ (podešen protok regulacijom brzine)

Kod sistema podešavanja protoka sa prigušenjem najniža specifična potrošnja energije

se uvek dobija na maksimalnom protoku. Ako se zahteva niži protok specifična potrošnja

energije se progresivno povećava. Promena protoka pomoću prigušenja je neekonomična.

Kod sistema sa regulacijom brzine, specifična potrošnja energije ne samo da opada sa

opadanjem protoka nego dostiže i minimum kada pumpa radi pri maksimalnom stepenu

korisnog dejstva (optimalna radna tačka).

Da bi se izvršila analiza relativnog ekonomičnog korisnog dejstva različitih tipova

podešavanja protoka potrebno je odrediti i uporediti korišćenu električnu energiju. Proračun

godišnjeg dobitka električne energije kroz cenu kWh na račun regulisanog pogona

nagoveštava da će skoro sigurno uštede u buduće biti veće (odnosno troškova za elektroniku i

troškova za energiju će se smanjiti).

Kod proračuna, u ovom jednostavnom primeru eliminacije prigušnog uređaja (na

primer ventila), nisu uzeti u obzir troškovi održavanja.

Vek trajanja statičkog pretvarača frekvencije je praktično neograničen. Obično se

uzima da im je vek trajanja oko 15 do 20 godina. Proračun povratka investicije stoga daje

izuzetno dobre rezultate, kratak period amortizacije i praktično bez rizika.

Page 16: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

16

3. REGULISANI PUMPNI SISTEMI

Osnovna namena ovog sistema je povišenje pritiska vode gradske vodovodne mreže u

višespratnicama, kako bi se postiglo snabdevanje pitkom i potrošnom vodom točećih mesta i

sanitarnih uređaja i na najvišim spratovima. Konstrusan je za kontrolu jedne, dve i tri

centrifugalne pumpe sa trofaznim elektromotorom snage do 1,5 kW. Jedna pumpa je

frekventno regulisana, dok se ostale automatski uključuju kaskadno (prema potrebi).

Sistem radi tako da se, p rilikom starta, uk ljučuje prva pumpa čiji je obrtaj regulisan

frekventnim regulatorom. Frekventni regulator, lagano zaleće pumpu, a zatim menja obrtaj

kako bi pritisak ostao na zadatoj vrednosti (npr. 5 bar). Podatak o stvarnoj vrednosti pritiska

se dobija preko sonde (transmitera pritiska) koja je ugrađena na potisnu cev i direktno

priključena na frekventni regulator. U slučaju veće potrošnje pumpa će povećavati obrtaj,

odnosno u slučaju smanjene potrošnje, smanjivaće obrtaj.

Kod jako velike potrošnje, kada pumpa koja je regulisana frekventnim regulatorom, ne

može da zadovolji traženi pritisak, automatski će se uključiti druga ili treća, zavisno od

sistema, koja radi punim kapacitetom, dok će prva pumpa , promenom obrtaja, dopunjavati do

zadate vrednosti pritiska koji se ne menja. Kada se potrošnja smanji, isključuje se druga

pumpa, a regulisana i dalje, promenom obrtaja, održava zadatu vrednost pritiska.

Page 17: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

17

Radi jedna pumpa na frekventnom regulatoru Radi jedna pumpa na frekventnom regulatoru, a druga direktno

Prednost ovog sistema je što je odstupanje stvarnog pritiska na potisu od zadate

vrednosti manje od 1%, čime su izbegnuti hidraulični udari u mreži, štiti se postojeći cevovod

kao i neprijatne varijacije tople i hladne vode iz bojlera na višim spratovima.

Primena frekventnih pretvarača kod pumpnih sistema obezbeđuje regulaciju rada

pumpi odnosno održavanje potrebnog, konstantnog pritiska u vodovodnoj instalaciji cele

zgrade.

U svakom frekventnom pretvaraču je ugrađen mrežni filter koji ograničava i otklanja

smetnje kod radio i TV uređaja. Isto tako svaki frekventni pretvarač ima ugrađene naponske i

strujne zaštite, a to znači da će kod nestanka jedne faze ili preopterećenja elektromotora

odmah biti prijavljen kvar, kako nebi došlo do veće štete. Svaki trajni ili prolazni kvar na

pumpnom sistemu se beleži u meniju frekventnog pretvarača i u svako doba se može

naknadno pročitati šta je bio uzrok kvara.

Prednosti regulisanih pumpnih sistema:

• Održavanje pritiska na zadatoj vrednosti, u celoj vodovodnoj instalaciji bez obzira na

spratnost sa greškom manjom od 1%, zahvaljujući zatvorenoj povratnoj sprezi

• Uštedu električne energije (do 60%), zahvaljujući regulaciji pumpi

• Smanjenje hidrauličnih udara u mreži čime se povećeva vek trajanja pumpi i cevovoda

• Automatsku kaskadnu kontrolu pompi

Page 18: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

18

• Potpuna eliminacija buke u prostoru gde su smeštene pumpe a takođe i u okolnim

stanovima (nema više iscrpljujućih lupanja nepovratnih ventila i kontaktora za

ulkjučenje pumpi)

• Uštede na troškovima servisa, jer je smanjeno habanje svih delova pumpnog sistema

(nema više lomova osovina, spojnica, premotavanja motora, zamene kontaktora,

bimetalnih relea, tlačnih sklopki, atrol posuda idr.

Regulisani pumpni sistemi obezbeđuju nekoliko nivoa zaštite:

• Zaštitu pumpi od rada na suvo (nestanak vode)

• Zaštitu od nepravilnog redosleda, ispada i asimetrije faza

• Zaštitu elektromotora pumpi od preopterećenja

• Zaštita od zemljospoja i kratkog spoja

• Zaštita od radiosmetnji

• Zaštita od previsokog pritiska

• Zaštita od emitovanja viših harmonika u mrežu

• Prenaponska i podnaponska zaštita

• Termička zaštita motora i frekventnog pretvarača

Primenom frekventnih pretvarača kod pumpnih sistema pored predhodno nabrojanih

prednosti, obezbeđuje i zaštitu uređaja u domaćinstvu od hidrodinamičkih udara (bojleri, veš

mašine, mašine za pranje posuđa i dr.), a takođe se obezbeđuje i dodatni konfor prilikom

tuširanja, jer jedanput podešena temperatura i pritisak vode ostaje isti do kraja tuširanja.

Postrojenja se biraju na osnovu sračunatih vrednosti potrebnog protoka (Q) i napora

(H) za objekat, a koristeći dijagram sa Q – H karakteristikama postrojenja i tabelu sa

tehničkim karakteristikama. Protok se određuje na uobičajen način uvažavajući opterećenja

potrošnih mesta. Za približno određivanje potrebne količine vode služe prikazani dijagrami:

Page 19: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

19

Potrošnja vode u zavisnosti od broja korisnika

Potrošnja vode u zavisnosti od broja kreveta

Page 20: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

20

Određivanje potrebnog napora postrojenja vrši se prema sledećem obrascu:

H=Hg+SH+Hs-Hu, gde su:

H(m) - potreban napor postrojenja

Hg(m) - geodetska visinska razlika između najvišeg potrošnog mesta i potisnog priključka

SH(m) - zbir gubitaka u odvodnom vodu instalacije

Hs(m) - visina ekvivalentna potrebnom slobodnom izlivnom pritisku na najvišem potrošnom

mestu

Hu(m) - visina ekvivalentna minimalnom ulaznom pritisku u postrojenje (u slučaju

postrojenja sa prekidnom komorom Hu=0)

Odabrano postrojenje treba da zadovolji maksimalno očekivane vrednosti protoka i

napora instalacije opsluživanog objekta.

Postrojenja su predviđena za smeštaj na najniže kote objekata (podrum ili prizemlje), a

za ekstremno visoke objekte i na više kote (kada su vezani u seriju sa drugim postrojenjem).

Mogu se priključivati direktno na gradsku vodovodnu mrežu ili na prekidnu komoru, ako su

karakteristike gradske mreže takve da se stvaraju veliki padovi pritiska u dovodnom vodu.

Priključenje je moguće na levu ili na desnu stranu postrojenja. Elektroinstalacija mora biti

izvedena prema važećim propisima, a napojni kabel do upravljačkog ormara odabrati prema

tabeli sa tehničkim podacima. Postrojenja su predviđena za ugradnju u posebne radne

prostorije sa odgovarajućim ulazom za unos i opsluživanje postrojenja i treba da su

obezbeđene od pristupa neovlašćenih lica. Za pristup postrojenju s prednje strane treba

obezbediti proctor širine 1,5m, a sa zadnje 0,5m. Poželjno je da prostorija za smeštaj

postrojenja bude zvučno izolovana od stambenog dela prostora, suva, osvetljena, provetrena,

zaštićena od smrzavanja i obezbeđena podnim slivnikom.

Cela kontrola regulacije je smeštena u metalni ormar malih dimenzija koji se montira

na zid ili postolje pumpnog postrojenja. Lako se može prilagoditi postojećim klasičnim

sistemima za povišenje pritiska čime se uveliko poboljšava njihov rad.

Page 21: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

21

Kompletan električni uređaj za rekonstrukciju pumpnih sistema je kompaktan uređaj

namenjen za montažu na zid.

Dimenzije uređaja: 400 x 400 x 200 mm

Priključni napon: 3 x 400 V; 50 Hz; 16A

Ulaz svih kablova je sa donje strane kroz Pg uvodnice.

Glavni prekidač je na desnoj bočnoj strani ormana.

Prekidač za START/STOP je na vratima ormana.

Prekidač za izbor radne pumpe je unutar razvodnog ormana.

Uređaj je izrađen prema standardu JUS N.K5.503 sa mehaničkom zaštitom IP54 prema

standardu JUS IEC 529, zaštita od mrežnih smetnji je CLASS B1 prema EN 55011.

Page 22: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

22

4. FREKVENTNI PRETVARAČI

Mnogi procesi u modernoj industriji zahtevaju regulaciju i tačno podešavanje

brzine. Poznati su mnogi mehanički i električni načini za ostvarenje ovog cilja, ali samo

jedan način predstavlja idealnu kombinaciju pristupačnosti, jednostavne instalacije, lake

upravljivosti i minimalnog održavanja. Reč je o frekventnom regulatoru brzine obrtanja

standardnih asinhronih motora.

Frekventni regulator je uređaj koji upravlja brojem obrtaja standardnog

industrijskog trofaznog asinhronog motora proporcionalno ulaznom signalu zadate

vrednosti. On nudi i mnoge druge funkcije kao što su zaštitne funkcije (preopterećenje,

kratak spoj, podnapon zemljospoj…), funkcije mekog startovanja i zaustavljanja,

unapred podešenih brzina (preset brzina) i dr. Brzina asinhronog motora je

proporcionalna frekvenciji primenjenog napona, pa je stoga za promenu brzine potrebno

menjati frekvenciju.

V/f karakteristika za upravljanje na bazi konstantnog momenta

Page 23: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

23

Ovo se postiže korišćenjem dve energetske celine. Prva koja ispravlja

naizmenični napon u jednosmerni jeste ispravljač (najčešće neupravljivi-diodni most), a

druga jeste invertor koji od dobijenog jednosmernog napona proizvodi naizmenični

napon promenljive frekvencije. Promenom izlazne frekvencije naizmeničnog napona na

izlazu iz invertora menja se i brzina obrtanja motora.

Princip frekventne regulacije

Momenat motora srazmeran je odnosu napona i frekvencije (V/f), pa ako je odnos

napona i frekvencije pri promeni broja obrtaja konstantan (do iznosa nominalnog

napona) onda je i momenat motora konstantan.

Page 24: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

24

4.1 PREDNOSTI FREKVENTNE REGULACIJE Lako upravljanje - frekventni regulator omogućava lako i jeftino upravljanje

standardnim asinhronim motorom.

Pouzdanost/ Smanjeno održavanje - u poređenju sa drugim električnim ili

mehaničkim sistemima za regulaciju brzine obrtanja motora sistem sa

frekventnim regulatorom je takav da skoro ne zahteva održavanje, ležajevi

motora postaju jedini deo koji zahteva povremeni pregled.

Lako povezivanje u veće pogonske sisteme - upravljan standardnim naponskim ili

strujnim signalima, kao i komunikaciono, frekventni regulatori se lako integrišu u

šire i veće pogonske i fabričke sisteme.

Štednja energije - u poređenju sa mehaničkim načinima upravljanja po protoku,

frekventni regulator ima velike prednosti i čini velike uštede energije naročito u

ventilatorskim i pumpnim postrojenjima. Takođe, ograničavanjem struja pri

uključenju frekventni regulator nudi dalje uštede u poređenju sa sistemima sa

direktnim startovanjem.

Jednostavno puštanje u rad - frekventni regulator se jednostavno montira i pušta

u rad.

4.2 OSNOVNI TIPOVI SISTEMA NA BAZI FREKVENTNIH REGULATORA Jedan motor - jedan frekventni regulator : najjednostavniji sistem sadrži jedan

motor regulisan jednim frekventnim regulatorom pri čemu se podešavanje brzine

obavlja sa lokalnog potenciometra. Alternativno podešavanje brzine može da se

izvede iz udaljenog izvora (npr. PLC-a) sa pretpostavimo lokalnim

potenciometrom za fino podešavanje brzine.

Principi na bazi jedan motor – jedan regulator

Page 25: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

25

Više motora - više frekventnih regulatora : određene aplikacije zahtevaju da se

određeni broj motora obrće istom brzinom ili da im brzine stoje u nekom

podešenom odnosu. Ovakav master/slave sistem je uobičajen u aplikacijama sa

većim brojem transportera bez mehaničke sprege.

Princip više međuzavisnih pogona

Više motora - jedan frekventni regulator : u aplikacijama gde veći broj motora

treba da se obrće približno jednakom brzinom može se upotrebiti jedan regulator.

Serija ventilatora na jednoj peći su dobar primer za ovo. Problem preopterećenja

pojedinačnih motora u ovakvom sistemu rešava se postavljanjem releja termičke

zaštite u svaku pojedinačnu granu sistema.

Princip jedan frekventni regulator za više motora

Page 26: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

26

4.3 SIGNALI ZADATE VREDNOSTI BRZINE Analogni signal 0...10V (sa ili bez signala smera obrtanja motora). Brzina je

proporcionalna naponu podešenom na potenciometru. Smer se bira pomoću

kontakta nekog pomoćnog releja.

Zadavanje naponskim signalom 0...10V

Analogni signal -10V…0…+10V. Brzina je proporcionalna naponu sa

potenciometra pri čemu je negativna vrednost za smer nazad, a pozitivna za smer

napred. Mogućnost bipolarne zadate vrednosti brzine nudi Commander SE uz

dodatak opcione kartice za bipolarni signal –10V...0...+10V, kao i Unidrive koji

ima standardno bipolarni ulaz zadate vrednosti brzine.

Zadavanje bipolarnim naponskim signalom

Strujni signal 4…20mA, 0…20mA, 20…4mA, 20…0mA. Brzina je

proporcionalna strujnom signalu. Ovaj sistem je koristan kada je u pitanju prenos

signala na veća rastojanja, jer bi kod naponskih signala stvarao problem pad

napona.

Page 27: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

27

Zadavanje strujnim signalom

Serijska komunikacija. Ovo je idealan način upravljanja digitalnim frekventnim

regulatorima koji se nalaze na većim rastojanjima od centralnog upravljačkog

uređaja. Naravno, centralni upravljački uređaj i frekventni regulator moraju da

poseduju mogućnost komunikacije na bazi istog protokola (Modbus, Modbus

Plus, Interbus S, Profibus i dr.).

Serijska komunikacija je posebno vrlo pogodan način upravljanja u sistemima u

kojima se vrši nadzor na bazi SCADA softverskih paketa ili drugih softverskih

paketa za prikupljanje i obradu podataka.

Princip primene serijske komunikacije za upravljanje frekventnim regulatorom

Digitalne preset vrednosti. Neke aplikacije zahtevaju da se motor obrće samo

određenim brojem prethodno podešenih brzina bez kontinualne regulacije. Za

ovakve primene frekventni regulator podržava npr. 8 prethodno podešenih brzina

kombinacijom 3 digitalna ulaza. Ovaj način ne zahteva korišćenje potenciometra

ili analognog izlaza PLC-a.

Page 28: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

28

4.4 REGULACIJA PROCESNE VARIJABLE U OTVORENOJ PETLJI ILI ZATVORENOJ PETLJI

U sistemu sa otvorenom petljom motor se obrće brzinom proporcionalnom

signalu zadate vrednosti brzine. Pri tome se ne prati aktuelna brzina, pa se ne može

izvršiti kompenzacija. Međutim za većinu jednostavnih aplikacija ovaj princip regulacije

je sasvim zadovoljavajući.

U sistemima sa zatvorenom petljom procesna varijabla (brzina, protok, pritisak i

sl.) se prati i upoređuje sa zadatom vrednošću.

Princip upravljanja procesnom varijablom u otvorenoj i zatvorenoj petlji

Razlika između njih (signal greške) se pojačava tako da ovaj uticaj koriguje

procesnu varijablu tako da se održi zadata vrednost. Primer za ovo je sistem sa

konstantnim protokom, ali merena i upravljana veličina mogu biti i pritisak,

temperatura, nivo itd.

Page 29: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

29

4.5 UŠTEDA ENERGIJE I BUKA

Ventilatori i pumpe su veoma česti pogoni u raznim industrijama gde se zahteva

promenljivi protok. U ranijim rešenjima koristila su se mehanička rešenja (ventili,

klapne, i sl.) koja su inače vrlo neefikasna jer je angažovana snaga motora ventilatora ili

pumpe nominalna i konstantna nezavisno od protoka.

Ako se koristi frekventni regulator i vrši promena protoka promenom brzine

obrtanja motora mogu se postići značajne uštede energije uvažavajući činjenicu da je

utrošena snaga proporcionalna trećem stepenu brzine. Npr. ako je potrebna samo

polovina maksimalnog protoka pogon na bazi frekventnog regulatora će potrošiti

približno 12.5% energije koju utroši sistem na bazi ventila ili nekog drugog mehaničkog

elementa.

Ventilatori su glavni učesnici industrijske buke. Smanjenjem brzine motora

ventilatora za samo 15% buka se smanjuje za oko 55%.

Page 30: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

30

5. VIŠESTEPENE CENTRIFUGALNE PUMPE – “SEVER” (SEV)

5.1 NAMENA

Višestepene centrifugalne pumpe SEV namenjene su za povišenje pritiska i transport

tečnosti. Za pitku i sanitarnu vodu predviđeni su tipovi pumpi SEV (nerđajući čelika AISI

304), dok za vodu sa agresivnim sastojcima pogodni su tipovi pumpi SEVS (nerđajući čelik

AISI 316).

5.1.1 TRANSPORTOVANA TEČNOST

U zavisnosti od namene predviđene su sledeće tečnosti:

• hladna i topla voda bez čvrstih čestica,

• voda sa agresivnim sastojcima .

Napomene: Ukoliko je viskozitet i gustina transportovane tečnosti različita od vode preispitati

snagu motora.

Page 31: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

31

5.2 PRIMENA Osnovno područje primene pumpi SEV su urbane sredine gde se koriste za povišenje

pritiska i za snabdevanje potrošača pitkom i sanitarnom vodom:

• hidroforska postrojenja,

• protivpožarni uređaji,

• sprinkler sistemi,

• rashladni uređaji.

Neke primene gde se SEV pumpe mogu uspešno koristiti:

• tretman vode,

• napajanje parnih kotlova,

• navodnjavanje,

• praonice automobila.

Za agresivne tečnosti primenjuju se pumpe SEVS:

• hemijska industrija,

• procesna i prehrambena industrija,

• snabdevanje morskom vodom,

• snabdevanje bazena hlorisanom vodom.

Za pritiske do 40 bara koriste se pumpe SELHS:

• sistemi za reverznu osmozu,

• uređaji za čišćenje visokim pritiskom.

5.3 IZBOR PUMPI Pri izboru pumpi neophodno je uzeti u obzir više elemenata kao što su: namena

pumpe, transportovana tečnost, radna tačka, tehničke karakteristike, granice rada, vrsta

zaptivanja, itd. U katalogu su navedeni podaci za pravilan izbor pumpe za ispravan i

dugotrajan rad bez servisiranja. Česti su zahtevi u vezi nivoa šuma pumpe, naročito u

stambenim oblastima. Iz tog razloga su razvijene pumpe sa 4-polnim motorima.

Tipovi pumpi SEV 14 i SEV 24 opremljeni su motorima sa brzinom obrtanja 1425

min. Odlika ovih pumpi je nizak nivo šuma i dugačak vek trajanja. Drugi tipovi pumpi SEV

su sa motorima brzine obrtanja 2850 min .

Page 32: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

32

5.4 KONSTRUKCIJA Pumpe SEV su po vrsti centrifugalne, a po konstrukciji višestepene vertikalne. Pumpa

i elektromotor su posebne jedinice spojene prirubnim poklopcem i krutom spojnicom. Svi

delovi pumpe koje dolaze u dodir sa transportovanom tečnošću su od visokokvalitetnog

nerđajućeg čelika čime se sprečava nastanak korozije.

5.4.1 PRIRUBNI POKLOPAC PUMPE Prirubni poklopac pumpe obezbeđuje stabilnost pumpe i spoj sa elektromotorom.

Umetak od nerđajućeg čelika sprečava nastanak korozije. Visina poklopca zavisi od vrste

mehaničkog zaptivača. Napoklopcu se nalazi odzračni ventil.

5.4.2 KUĆIŠTE PUMPE Kućište pumpe je u "inline" izvedbi tj. usisni i potisni priključak su u istoj osi, što

omogućava ugradnju pumpe u pravolinijske cevovode. Izrađuje se od nerđajućeg čelika i

podvrgnuta je specijalnoj antikorozionoj zaštiti. Prirubnice na kućištu su okretljive za lako

pronalaženje otvora za vijke pri spajanju sa protuprirubnicom. Na kućištu pumpe se nalazi

ventil za pražnjenje.

Page 33: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

33

5.4.3 MEHANIČKI ZAPTIVAČI

Ispravnom izborom kombinacije materijala lica i gumenog mehaničkog zaptivača

omogućava se dugačak vek trajanja. Na tipovima pumpi sa motorima veće snage ugrađen je

cartridge zaptivač koja omogućuje zamenu bez demontaže motora.

IZBOR MEHANIČKOG ZAPTIVAČA

Vek trajanja mehaničkog zaptivača zavisi od uslova rada (pritisak, temperatura),

čistoće i kvaliteta transportovane tečnosti i od materijala delova zaptivača. Ispravan izbor

materijala delova zaptivača omogućava dugačak vek rada bez zamene. Za radni pritisak do 25

bara (pumpe SEV(S)) ugrađuje se standardni tip mehaničkog zaptivača sa gumenim mehom

po DIN 24960. Za radni pritisak do 40 bara (pumpe SELHS 6) ugrađuje se oprugom

napregnuti mehanički zaptivač za visoke pritiske. U tipove pumpi sa motorima veće snage (

većim od 7,5 kW) ugrađuju se modulni (cartridge) zaptivači koji omogućuju zamenu bez

demontaže motora.

5.4.4 ULEŽIŠTENJE OSOVINE PUMPE

Osovina pumpe se obrće u kliznim ležajima, koji se podmazuju transportovanom

tečnošću. Za uležištenje osovine koristi se kombinacija volfram-karbid i keramike.

Page 34: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

34

5.4.5 OSOVINA PUMPE

Osovina pumpe je od nerđajućeg čelika. Ravne površine na osovini su izrađene za

čvrstu vezu osovina - obrtno kolo.

5.4.6 CEVASTO ZAPTIVANJE

Cevasta konstrukcija obezbeđuje kompenzaciju termičke dilatacije. Specijalan oblik

O-ring žleba i prema nameni odabran kvalitet materijala zaptivača omogućava optimalno

zaptivanje. Sprovodna kola od nerđajućeg čelika Sprovodna kola su izrađena od nerđajućeg

čelika. Specijalna konstrukcija i tehnologija izrade omogućava smanjenje hidrauličnih

gubitaka i zbog toga pumpe imaju visok stepen korisnog dejstva.

Page 35: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

35

5.5 PRIKLJUČENJE 1) Pumpe SEV(S) se priključuju sa ovalnom okretnom prirubnicom po JUS ISO 228, PN16.

U isporuku je uključena i protuprirubnica sa unutrašnjim navojem.

2) Pumpe SEV(S)F I SELHS se priključuju sa okruglom okretnom prirubnicom po

JUS EN 1092-2, PN25 i PN40.

Protuprirubnica se po zahtevu isporučuje.

5.6 NAPOMENA

Za transport agresivne tečnosti koristi se specijalni mehanički zaptivač:

• lice mehaničkog zaptivača: Si-carbid / Si-carbid

• materijal meha: Viton ili EPDM.

5.7 TEHNIČKI PODACI

• Vrednosti protoka Q i napora H prikazani su na dijagramima hidrauličnih

karakteristika.

• Nazivni pritisak: - PN 16 za SEV(S),

• Temperatura tečnosti : - 15°C do 120°C

• Temperatura ambijenta: + 4°C do 50°C

• Priključni napon: 400 V, 50 Hz

• Trofazni asinhroni motori po IEC standardu.

• Brzina obrtanja: 2850 min , 1425 min za SEV(S) 14 i SEV(S)F 24

• Stepen mehaničke zaštite: IP55

• Klasa izolacije: F

Page 36: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

36

5.8 MERNA SKICA

5.9 DIMENZIJE I MASA

Page 37: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

37

5.10 DIJAGRAM HIDRAULIČNIH KARAKTERISTIKA

Page 38: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

38

6. FREKVENTNI PRETVARAČI – PROCON (E1D; E3D)

6.1 NAMENA UREĐAJA

Frekventni pretvarači tipa E1D i E3D su DSP procesorski upravljani uređaji sa

digitalnim programiranjem. Uređaji tipa E1D su namenjeni za monofazni priključak 1x230V,

50Hz; za snage motora od 0,25 do 2,2 Kw. Uređaji tipa E3D su namenjeni za trofazni

priključak 3x400V, 50Hz; za snage motora od 0,37 do 4 kW. Pogodni su za regulaciju brzine

obrtanja svih tipova trofaznih asinhronih motora sa kaveznim rotorom.

Uređaji ispunjavaju standardima propisane uslove o bezbednosti i svrstavaju se u

grupu 1 u pogledu zaštite od dodira, odnosno sve zahteve tehničke sigurnosti propisane

Zakonom o standardizaciji.

(na pr. IEC 1000-4, IEC 1800-3, IEC 68-2, IEC 664-1, EN 55011 B1)

6.2 TEHNIČKE KARAKTERISTIKE

Ulaz: napon: 1 x 200 ¸ 240 VAC +/-10% (E1D) 3 x 380 ¸ 440 VAC +/-10% (E3D)

frekvencija: 50 ¸ 60Hz (sinusna) Izlaz: napon: 3 x 0 ¸ maksimalna vrednost ulaznog napona frekvencija: 0 - 400 Hz maksimalno

(prema zahtevu se može programirati)

Zaštita: IP 20 (na zahtev i do IP 54) Mrežne smetnje: ugrađen je mrežni filter

Temperatura okoline: 0....+40 °C Sadržaj vlage: Maksimalno 90% vlažnosti

Page 39: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

39

6.3 TEHNIČKI OPIS

Napon mreže je ispravljen preko diodnog mrežnog mosta, pulzacije napona se

otklanjaju elektrolitskim kondenzatorima. Sadrži inteligentni procesor sa IGBT izlaznim

stepenom, upravljan sinusno modulisanim impulsima, daje promenljivu veličinu napona i

frekvencije na pogonski motor. Do nazivne brzine obrtanja odnos napona i frekvencije se

prema priručniku za programiranje može proizvoljno menjati u zavisnosti od vrste

opterećenja. Kod malih frekvencija gornji odnos se može promeniti u cilju kompenzacije

omskih padova napona (Uboost).Iznad nazivnog broja obrtaja frekventni pretvarač može odati

konstantnu nagu. Uz uređaj, na zahtev, može da se priključiti kočioni otpornik.

6.4 UPOZORENJA !!!

-Zabranjeno je u vlažnoj okolini, ili sa vlažnim rukama započinjati ugradnju!

-Zabranjeno je na stezaljke motora priključiti mrežno napajanje!

-Treba izbegavati zemljospoj ili kratak spoj izlaznih stezaljki!

-Zabranjeno je kondenzator za popravku faze ili RC, LC filtere koristiti na izlazu!

-Treba izbegavati kontaktor na izlazu, jer zbog prekostruje uključenja može da poremeti rad

frekventnog pretvarača. Ako je neophodno korišćenje kontaktora iz nekih razloga (na pr.

prekopčavanje između više motora), obavezno treba blokirati mogućnost prekopčavanja u

toku rada frekventnog pretvarača!

-Zaštitni vod treba da bude barem tolikog preseka kao što je propisano za fazni vod!

-Dužina zaštitnog voda da bude što kraća!

-Zabranjeno je zajednički zaštitni vod koristiti kod mašina većih snaga (na pr. aparat za

varenje)!

-Treba izbegavati pojavu električnog luka!

Page 40: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

40

6.5 FABRIČKO POVEZIVANJE E1D FREKVENTNOG PRETVARAČA

- Trobojna LED dioda (zelena = uključeno; žuta = pogon; crvena = greška)

- +10 V pokretanje sa potenciometrom, izlaz ( max. 6 mA)

- Analogni ulaz 1 : potenciometar, 0 - 10V,( 0 - 20 mA, OPCIONO)

- GND (referentna tačka ulaza)

- Analogni ulaz 2 : (kontrolni signal), 0 - 10V, (0 - 20 mA, OPCIONO)

- Digitalni ulaz 1 (fabričko podešavanje: prekidač za START)

- Digitalni ulaz 2 (fabričko podešavanje: prekidač za PROMENA SMERA)

- Digitalni ulaz 3 (fabričko podešavanje: prekidač za POTVRDA GREŠKE)

- Digitalni ulaz 4 (fabričko podešavanje: prekidač za SPOLJAŠNJA GREŠKA )

- +24V (za digitalne ulaze)

Relejni izlaz 1 (kontakt ili opto) (OPCIONO)

SA1

SA2

SA3

SA4

SD1

SD2

SD3

SD4

SD5

SR1

SR2

Page 41: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

41

6.6 FABRIČKO POVEZIVANJE E3D FREKVENTNOG PRETVARAČA

- Trobojna LED dioda (zelena = uključeno; žuta = pogon; crvena = greška)

- +10 V pokretanje sa potenciometrom, izlaz ( max. 6 mA)

- Analogni ulaz 1 : potenciometar, 0 - 10V,( 0 - 20 mA, OPCIONO)

- GND (referentna tačka ulaza)

- Analogni ulaz 2 : (kontrolni signal), 0 - 10V, (0 - 20 mA, OPCIONO)

- Analogni izlaz : 0 - 10 V (0 - 20 mA) (OPCIONO)

- Digitalni ulaz 1 (fabričko podešavanje: prekidač za START)

- Digitalni ulaz 2 (fabričko podešavanje: prekidač za PROMENA SMERA)

- Digitalni ulaz 3 (fabričko podešavanje: prekidač za POTVRDA GREŠKE)

- Digitalni ulaz 4 (fabričko podešavanje: prekidač za SPOLJAŠNJA GREŠKA )

- +24V (za digitalne ulaze)

Relejni izlaz 1 (kontakt ili opto) (OPCIONO)

Relejni izlaz 2 (kontakt ili opto) (OPCIONO)

SA1

SA2

SA3

SA4

SA5

SD1

SD2

SD3

SD4

SD5

SR1

SR2

SR3

SR4

Page 42: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

42

6.7 STAVLJANJE UREĐAJA U POGON

Osnovni izvor zadate vrednosti može biti :

- spoljašnji, ili ugrađeni potenciometar

- 0 - 10 V - 0 - 20 mA (4 - 20 mA)

- ugrađeni terminal za podešavanje - ugrađeni ili spoljašnji terminal za rukovanje

- ugrađeni ili spoljašnji terminal za programiranje - RS 485 serijski priključak

- CAN BUS

Davači logičkog upravljanja mogu biti:

- redne stezaljke - ugrađeni terminal za podešavanje

- ugrađeni ili spoljašnji terminal za rukovanje - ugrađeni ili spoljašnji terminal za programiranje

- RS 485 serijski priključak - CAN BUS

6.8 OPIS TERMINALA ZA PODEŠAVANJE RADA FREKVENTNOG PRETVARAČA

2x8 karakterni displej sa 4 tastera

PRIKAZ - u prvom redu terminala se prikazuje izlazna frekvencija, dok u drugom redu prikazuje parametar koji se prethodno izabere preko tastera gore-dole.

PROGRAMIRANJE -u pvom redu se prikazuje ime parametra i redni broj menija, dok u drugom redu vidimo aktuelnu vrednost parametra koja se može menjati. Terminal za podešavanje se samo može koristiti kao ugrađeni.

Page 43: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

43

6.8.1 FUNKCIJE TASTERA (kod terminala za rukovanje i podešavanje)

◄ (IZLAZ - ESC)

-Izbor između moda za prikazivanje i programiranje

-Kod podešavanja parametara - korak ulevo

- Ponovnim pritiskom se ne snima vrednost parametra koji se menjao

- Kod prijavljene greske prikazuje zbog čega je greška nastala

- Kod moda za prikazivanje - listanje prema dole

- Kod moda za programiranje - listanje prema dole po tačkama menija

- Kod podešavanja parametara predstavlja smanjenje vrednosti

- U modu za rukovanje predstavlja smanjenje vrednosti potenciometra

- Dugme START/STOP, u slučaju dozvole STOP

- Kod moda za prikaziovanje - listanje prema gore

- Kod moda za programiranje - listanje prema gore po tačkama menija

- Kod podešavanja parametara predstavlja povećanje vrednosti

- U modu za rukovanje predstavlja povećanje vrednosti potenciometra

- Dugme START/STOP, u slučaju dozvole START

►ENTER

- Kod moda za programiranje - početak podešavanja parametara

-Kod podešavanja parametara - korak udesno

- Ponovnim pritiskom se snima vrednost parametra koji se menjao

- U slučaju greške - gašenje greške

6.8.2 PROGRAMIRANJE

◄ (IZLAZ - ESC) Izlaz iz moda za prikazivanje i ulazak u mod programiranja

▼▲ Listanje između tačaka menija

►(ENTER) Izbor parametara

◄ ▼▲► Postavljanje vrednosti parametara

►(ENTER) Ponovnim pritiskom snimanje vrednosti parametra (dok blinka kurzor)

◄ (IZLAZ - ESC) Ponovnim pritiskom- izlaz iz parametara bez snimanja

(dok blinka kurzor)

Page 44: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

44

6.8.3 MOGUĆE VREDNOSTI ZA PRIKAZIVANJE

PRVI RED : - aktuelna frekvencija

DRUGI RED : - struja motora, signal upravljanja, signal regulacije, kontolni signal, mrežni

napon, DC napon, napon motora, kompletni brojač, brojač-u pokretu

Prvi red je fiksan, drugi red može prikazivati bilo koji drugi parameter od navedenih.

Izbor se vrši tasterima▼▲

6.9 TERMINAL SA TASTATUROM ZA PROGRAMIRANJE RADA FREKVENTNOG PRETVARAČA

Led dioda "GREŠKA"

Taster "DISPLAY"

Taster "ESCAPE"

4x16 karakterni

displej

Led dioda "POGON"

Taster "ENTER"

Tasteri za upravljanje radom frekv. pretv.

UPRAVLJACKI TASTERI

Page 45: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

45

Radna konfiguracija frekventnih pretvarača

Pod radnom konfiguracijom podrazumeva se radni program na PC-u ili na terminalu

sa tastaturom. Terminal i PC mogu biti istovremeno priključeni na frekventni pretvarač, mogu

i paralelno raditi.

Povezivanje sa frekventnim pretvaračem je putem četvorožilnog kabela. (RS 485)

proizvoljne dužine čime je moguće terminal montirati i odvojeno od frekventnog pretvarača,

recimo na vrata upravljačkog ormana.

Na ekranu PC-a se pojavljuje ista slika, jednako se upravlja sa njim kao sa

terminalom, PC se može povezati sa frekventnim pretvaračem putem adaptera RS232/RS485

preko RS485-T redne stezaljke.

Tastatura terminala se deli na dve grupe:

Gornju grupu čine "UPRAVLJAČKI" tasteri i tasteri "DISPLAY", "ESCAPE" i

"ENTER"

Donja grupa se sastoji iz tastera "POZICIONIRANJE - JOG" , "SMER - DIR" ,

"START" i "STOP".

6.9.1 FUNKCIONISANJE DONJIH TASTERA TERMINALA Sa donjim tasterima se upravlja radom frekventog pretvarača ako smo predhodno za mesto

upravljanja odredili terminal. Donji tasteri funkcionišu nezavisno od gornjih što znači ako je

terminal organ upravljanja tada je i u toku podešavanja moguće zaustavljanje ili pokretanje

motora itd.

"POZICIONIRANJE" - U slučaju aktiviranja ovog tastera, motor će se početi rotirati sa

unapred podešenom malom frekvencijom u podešenom smeru. Otpuštanjem tastera motor se

zaustavlja, ponovnim pritiskom motor kreće itd.

Pozicioniranje ima funkciju podešavanja tehnološkog karaktera (na pr. uvlačenje

papira u štamparijama i dr.).

Page 46: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

46

Taster "POZICIONIRANJE" samo tada deluje ako je pogon predhodno mirovao,

odnosno aktiviranjem tastera "STOP" motor je zaustavljen, ili neposredno nakon uključenja

uređaja.

“SMER “ - Sa tasterom "SMER" vrši se promena smera obrtanja. Višestrukim pritiskanjem

uvek se menja smer na taj način što će se zaustaviti sa unapred podešenim usporenjem, polazi u

obrnutom smeru sa unapred podešenim ubrzanjem i zaleti se na zadatu frekvenciju.

“START “ - Aktiviranjem tastera "START" motor polazi.

“STOP” - Aktiviranjem tastera "STOP" motor se zaustavlja. (Taster STOP ima funkciju

nužnog zaustavljanja i onda kada terminal nije određen za izvor logičkog upravljanja!)

6.9.2 FUNKCIONISANJE GORNJIH TASTERA TERMINALA

Sa tasterima gornje grupe obavlja se komunikacija u okviru menija u cilju podešavanja

podataka i prikazivanja istih.

Zadavanje parametara pogona (na pr. max. frekvencija, vreme zaletanja idr.) obavlja se u

sistemu menija. Sistem menija se sastoji iz tačaka BAZNOG menija iz kojeg se granaju serije

podmenija (struktura grane). Podmeniji se rasčlanjuju do tog stepena na kojem se željeni

parametar može jednoznačno podesiti. Ovakav način zadavanja parametara omogućuje veoma

jednostavno komuniciranje.

Tačke BAZNOG menija određuju logičke grupe parametara:

Na pr. "frekvencije", "digitalni ulazi", "izlazi" itd.

Podmeniji postepeno određuju sve užu grupu programskih parametara tako da se na

kraju dolazi do konkretnog parametra koji se želi podesiti.

Mora se napomenuti da se ne nalazi svaki parametar sa dimenzijama frekvencije u

BAZNOM meniju "frekvencija" a to važi i za ostale parametre, već se oni nalaze na logičnom

mestu za podešavanje.

Između pojedinih nivoa menija se komunicira sa "▲", "▼" vertikalnim kurzorima, u

sledeći podmeni se ulazi tasterom

"ENTER", povratak u predhodni meni sa tasterom "ESCAPE". Kada se stigne na kraj sistema

menija sledi podešavanje.

Page 47: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

47

Postupak je sledeći:

–U slučaju izbornog grananja "▲", "▼" vertikalnim kurzorima se određuje željeni parametar iz

pomenutog asortimana.

Na primer u meniju 1-3 kod izbora vrste rada moguće je birati između UPRAVLJANJE i

REGULACIJA.

–Kod numeričkog podešavanja to se izvodi sa brojkama.

Između cifara se kreće "◄", "►" horizontalnim kurzorima, ako se na nekoj brojki zaustavlja,

njenu vrednost je moguće smanjivati ili povećavati (dekadna mesta), vertikalnim kurzorima.

Prema gore iza "9" sledi "0" dok na dole iza "0" sledi "9" i vrednost cifre većeg ranga se logički

menja.

6.10 SADRŽAJ MENIJA (BRZI MENI)

Nakon postizanja granične vrednosti tasteri više nemaju dejstva!

OSNOVNI MENI OBJAŠNJENJE, PODMENI VREDNOSTI OSNOVNO

PODEŠAVANJE JEDIN.

11 Zadata vrednost upravljanja

ako je izvor zadate vrednosti upravljanja terminal, onda je izlazna frekvencija propisana vrednost pri upravljanju.

0.1 - 400.0 1.0 Hz

12 Zadata vrednost regulacije

ako je izvor zadate vrednosti terminal, onda je on signalal zadata vrednost regulacije. 0.00 - 100.00 0.00 %

13

Vrsta rada

služi za izbor vrste rada upravljanje

regul.normal

regul.inverzna

upravljanje -

15 Izvor signala upravljanja

služi za izbor zadate vrednosti upravljanja Analogni ulaz 1

Terminal

term.mot.pot.

potenciometar

Analogni ulaz 1 -

16 Izvor signala regulacije

služi za izbor zdate vrednosti regulacije Analogni ulaz 1

Terminal

term.mot.pot.

potenciometar

Analogni ulaz 1 -

17 Proporcionalno pojačanje

parametar regulacije

0.00 - 19.00 0.5 -

Page 48: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

48

18

Vrema integracije

parametar regulacije. može se ostvariti proporc.regul. , ako Ti = N

N

0 - 2000 1000 ms

21

Vreme zaletanja

i kod upravljanja i kod regulacije, može da se drži u zadatim granicama.

vreme postizanja f max kreće od 0 Hz 0.05 - 3276.7 5.00 s

31

Vreme zaustavljanja

i kod upravljanja i kod regulacije, može da se drži u zadatim granicama.

vreme postizanja 0 kreće od f max 0.05 - 3276.7 5.00 s

32

Vrsta zaustavljanja

služi za izbor zaustavljanja

normalno kočenje

DC kočnenje

normal + DC

R- kočenje

R-koč.+ DC koč.

usporenje

normalno kočenje -

41

Signal zadate vrednosti

vrednost i funkcije zadate vrednosti može se programirati. (mirovanje, 0 V/mA, 4mA)

STOP crta

0 V/mA

4mA

0 V / mA -

42

Signal stvarne vrednosti

donju vrednost je moguće programirati

0 V/mA

4mA 0 V / mA -

43

Digitalni ulaz 1

može se izvršiti izbor zahteva specijalne funkcije

Prekidač START

Taster START

Prekidač SMER

POZICIONIRANJE

SPOLJ. GREŠKA

POTVRDA GREŠKE

STOP

Zaustavljanje

DC KOČNICA

f fix

mot. pot. gore

mot. pot. dole

upravljanje-regul.

Prekidač START -

44 Digitalni ulaz 2 Podešavanje se slaže sa podešavanjem 43. Digitalnim ulazom 1 Prekidač SMER

-

POTVRDA GREŠKE 45 Digitalni ulaz 3

SPOLJAŠNJA GREŠKA 46 Digitalni ulaz 4

47

Nuliranje signala zadate vrednosti motor

potenciometra

nuliranje motor potenciometra se može birati

nema

pri uključivanju

na START

pri izboru SMER-a

nema -

Page 49: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

49

48

START/STOP motor potenciometra

moguće je izabrati da posle minimalne frekvencije zaustavljanje uzrokuje STOP i iz pozicije stajanja povećavanje uzrokuje START

ne

da ne -

51

Izlazni rele

može se izabrati izlazna funkcija relea.

ako je signal greške < 1% od vrednosti vraća u prvobitno stanje

spreman za rad

signal greške < 1%

rad

napred

rad -

61

Nazivna snaga

služi za upisivanje snage motora kod frekventnog pretvarača. podešavanje je bitno zbog zaštite motora

0.10 - 5.00 zavisi od tipa kW

71

Napon pokretanja

posle starta motora koji stoji, on kreće sa tim naponom.

služi za kompenzaciju omskih gubitaka. 0.0 - 60.0 zavisi od tipa V

81

Maximalna frekvencija

najveća frekvencija koja može da deluje na motor.

ima prioritet nad minimalnom frekvencijom! 0.1 -400.0 50.0 Hz

82

Minimalna frekvencija

najmanja frekvencija koja se može primeniti na motor prilikom kretanja i zaustavljanja. 0.1 - 399.9 1.0 Hz

83

Frekvencija pozicioniranja

tip-režim rada na maloj frekvenciji, većinom služi za pozicioniranje pogona.

može se aktivirati samo iz STOP stanja. 0.1-100.0 5.0 Hz

84

Fiksna frekvencija

ova frekvencija se ostvaruje ako je aktiviran digitalni ulaz na koji je postavljen

bez obzira na izvor signala. 0.1 - 400.00 1.0 Hz

99

Listra grešaka

mogu se pregledati poslednje 4 greške

Page 50: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

50

6.11 PROGRAMIRANJE FREKVENTNOG PRETVARAČA ZA ODRŽAVANJE KONSTANTNOG PRITISKA – REGULACIJA

BR. MENI OBJASNJENJE MOGUCE VREDNOSTI IZABRANA

VREDNOST

1. VRSTA RADA

1.2. ZADATA VREDNOST (0-100)% 65%

1.3. REGULACIJE IZBOR VRSTE RADA

UPRAVLJANJE REGULACIJA REGULACIJA

1.6.1. IZVOR ZADATE VREDNOSTI REGULACIJE

TERMINAL

AN. ULAZ 1

AN. ULAZ 2

MOTORPOTENCIOMETAR

RS485

TERMINAL

1.7.1. KONTROLA IZVORA STV. VREDNOSTI

AN ULAZ 1

AN ULAZ 2

n IFA

IFA ugla

Momenat

IFA moment

AN ULAZ 1

1.11.1. Ap (PROPORCIOALNO POJAČANJE) (0-9,9) 4

1.11.2. Ti (VREME INTEGRACIJE) (0-2000) N

1.11.4. Ad (FAKTOR PREZASIĆENJA) (0-9,99) 0,00

2. POKRETANJE

2.1.1. VREME ZALETANJA (0,1-5000) 5 sec

2.6. ZABRANA PROMENE SMERA DA ; NE DA

3. ZAUSTAVLJANJE

3.1.1. VREME ZAUSTAVLJANJA tzaus. (0,1-5000) 5 sec

Page 51: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

51

4. ULAZI

4.1.1. IZBOR ZA ANALOGNI AN UL 1 POTENCIOMETAR

NAPON

STRUJA

STRUJA

4.1.4.1. VIŠI (0-20) 20 mA

4.1.4.2. NIŽI (0-20) 4 mA

4.8. IZBOR MESTA LOGIČKOG UPRAVLJANJA

TERMINAL

REDNE STEZALJKE

RS485 REDNE STEZALJKE

4.9.1. VRSTA SIGNALA ZA PROMENU STANJA

NIVO

IMPULS NIVO

4.9.4. PREKIDAČ ZA UKLJUČENJE I

ILI I

4.11.1. DIGITALNI UL 1 IZBOR:

START P

START T

START SMER

POZICIONIRANJE Na

POZICIONIRANJE Nz

STOP

START P

4.11.2. VRSTA KONTAKTA DIG UL 1 NO

NC NC

6. MOTOR kataloške vrednosti elektromotora - sa tablice tehničih podataka

6.1. PN 1,1 kW,

6.2. UN 400 V

6.3. fN 50 Hz

6.4. IN 2,72A

6.5. nN 2.770 min-1

6.7. OGRANIČENJE MOMENTA MOTORA 120%.

Page 52: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

52

8. FREKVENCIJE

8.1. f MAKSIMALNO (0-400) 50 Hz

8.2. f MINIMALNO (0-400) 20 Hz

9. DOJAVE (biraju se parametri elektromotoernog pogona koji se žele pratiti)

9.1. 1. RED STATUS

9.2. 2. RED POG. STANJE

9.3. 3. RED f

9.4. 4. RED IMOT

Sa ovakvim podešavanjem imamo inverzno strujnu regulaciju, a odgovara P regulaciji.

Page 53: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

53

7. GRAFIČKI PRILOZI 7.1 DIMENZIJE I RASPORED ELEMENATA FREKVENTNOG PRETVARAČA ZA ODRŽAVANJE KONSTANTNOG PRITISKA

Page 54: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

54

7.2 ELEKTRIČNA ŠEMA PRIKLJUČENJA FREKVENTNOG REGULATORA NA PUMPNI SISTEM

Page 55: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

55

7.3 ŠEMA SPAJANJA RAZVODNOG ORMANA SA FREKVENTNIM REGULATOROM NA PUMPNI SISTEM

Page 56: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

56

8. SINOPSISI

Srpski

Željeni pritisak u višespratnicama često nije dovoljan za pokrivanje potreba korisnika.

Kao razlog možemo da navedemo ili suviše veliku visinsku razliku između pojedinih

korisnika, ili suviše velike gubitke u cevovodu, prouzrokovani velikom potrošnjom u

određenom dobu dana.

U većini slučajeva ova dva faktora će zajedno uticati na činjenicu da potrebni pritisak u

instalaciji nije ostvaren, zbog čega se javlja potreba za ugradnjom pumpnih sistema za

povišenje pritiska vode regulisane frekventnim pretvaračem. Potrebe pojedinih korisnika za

povišenim pritiskom u instalaciji višim od uobičajenih, kao što su industrijski procesi,

višespratne zgrade, kao i specifični zahtevi sistema za gašenje požara, takođe dovode do

potrebe za ugradnjom regulisanih pumpnih sistema.

Upravljanje pumpama pomoću frekventnog regulatora sa odgovarajućom automatikom,

predstavlja najviši stepeno automatizacije. Upotrebom frekventnih regulatora vrši se

automatsko prilagođavanje rada postrojenja trenutnim uslovima potrošnje, čime se postiže

značajna ušteda u električnoj energiji.

Osnovni cilj je povišenje pritiska vode u objektima u kojim se zahtevani pritisak ne

može obezbediti direktnim priključenjem na gradsku mrežu ili drugi izvor snabdevanja.

Postrojenja mogu da se koriste za pojedinačne objekte, grupe objekata ili manja naselja. Uz

značajnu uštedu energije, stabilnost pritiska na mestu potrošnje je osobina koja ova

postrojenja preporučuje naročito za stambene objekte, bolnice, hotele i tehnološke procese

koji ne trpe oscilacije pritiska vode. Instalacije sa ovim postrojenjima mogu da se koriste i za

protivpožarnu vodu ukoliko su ispunjeni uslovi priključenja hidranata na mrežu pitke vode.

Page 57: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

57

Mađarski

Az emeletesházakban levő elvárt nyomás sokszor nem kielégítő a felhasználók

igényeivel szemben. Mint érveket fel tudjuk hozni a túl nagy magasságkülönbséget kiemelt

felhasználók között és a túl nagy nyomás veszteségeket a csővezetékekben, melyek a

különböző napszakoktól függő megugró fogyasztás okozza.

Többnyire ez a két tényező együttvéve erőteljesen fog hatni arra tényre hogy nem

megfelelő a nyomás a csővezetékben , és ezzel frekvenciális atalakító szabalyozót

nyomásnövelő szivattyúrendszerek vállnak szükségessé. Az átlagtól eltérően nagyobb

nyomásra tett igény egyedi felhasználóknál mint az ipari rendszerek, emeletes épületek,

különleges tűzoltó renszerek, ugyanúgy szabályzott szivattyurendszer beépitésének

szükségességéhez vezetnek.

Frekvenciális szabályzással és megfelelő automatikával vezérelt szivattyúrenszerek, az

automatizáció legmagasabb szintjét képviselik. Frekvenciális szabályzók hasznalatával a

pillanatnyi fogyasztáshoz mervadóan történik az automatikus átállás ami nagy mennyisegű

energiamegtakarításához járul hozza.

A víznyomás növelése azokban az objektumokban amelyekben az elvárt nyomást nem

tudjuk biztosítani közvetlen kapcsolódással a városi hálózatra vagy más forrásra,fenáll mint

alapcél.

A rendszerek egyéni objektumokra, objuktumok csoportjaira es kisebb településekre

használhatóak. a jelentős energiamegtakarítás mellett, a fogyasztás helyszínén való nyomás

stabilizálása olyan tulajdonság amely ezeket a rendszereket , főleg a lakóterületekre,

kórházakra, hotelekre és technológiai folyamatokra ajánlják amelyek nem tűrnék viznyomás

oszcillációkat. E rendszer csővezetékei tűzoltásra is alakalmazhatóak, amelyben a hidrant az

ivovízhálózatra való csatlakozása mint feltétel ki van elégítve.

Page 58: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

58

Engleski

Desirable pressure in tall buildings is often not adequate for covering the necessity of

it’s users. As a reason we can cite either too tall altitude discrepancy between single users or

too large loss in the pipeline, which are caused by vast consumption in the certain period of a

day.

In most cases, these two factors alltogather will influence the fact, that the necessary

pressure in the pipeline has not been effectuated, and that’s the breaking point where the need

for installing the pump systems regulated by frequent convertor for boosting water pressure

comes in. The necessities of single users for higher water pressure that exceeds the usual, such

as industrial processes, multistory buildings and unique demands of fire extinguishing

systems, likewise indicate the need for installing the regulated pump systems.

Managing the pumps by frequent regulator with adequate automatics signifies the most

sophisticated level of automatization. By using the frequent regulator, the automatic

adjustment of opetating the alignment due to momentary demands of consumption is being

exerted, which leads to significant saving of electricity.

The main purpose of this is increasing water pressure in buildings where the requested

pressure can not be supplied by direct attachment to the city pipeline or other mode of water

supplying. The alignments could be used for single buildings only, the group of buildings or

even smaller collonies (blocks, parts of town, etc.…). Along with significant powersaving, the

steadiness of pressure at the consuming point interprets the attribute that recomends this

system especially for appartment buildings, hospitals, hotels and technological processes

which can’t stand the variability of water pressure. Instalations with this alignment can be

used as fire extinguishing water only if the conditions of connecting the fire hydrant to

pipeline of drinkable water are satisfied.

Page 59: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

59

9. ZAKLJUČAK

U ovom radu data je analiza frekventne regulacije pumpnih sistema za povišenja pritiska

vode u višespratnicama. Ovakav način snabdevanja vodom višespratnice, postaje sve češći iz

više razloga, kao što su: konstantan pritisak, ušteda energije, dugovečnost, smanjenje buke,

uštede na troškovima servisa itd. , a pruža i mnogo nivoa zaštite. Takođe, jednostavni su za

ugradnju na, kako nove, tako i na već postojeće pumpne sisteme.

U samom radu opisana je i višestepena centrifugalna pumpa proizvođača “SEVER” i

frekventni pretverač proizvođača “PROCON”. Pokazano je kako programirati pomenuti

frekventni pretvarač, kako ugraditi i ožičiti razvodni orman i kako ga spojiti na novi ili već

postojeći pumpni sistem.

Page 60: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

60

10. BIOGRAFIJA

Bogdan Radin rođen 16.06.1981. u Subotici. Osnovnu školu „Kizur Ištvan” u Subotici

sam završio 1996. godine. Nakon toga upisujem srednju tehničku školu “M.E.S.S.Š.” u

Subotici, smer elektrotehničar energetike, koju završavam 2000. godine. Maturski rad sa

temom “Projekat električne instalacije i osvetljenje salona automobila” odbranio sam sa

odličnom ocenom. Kako sam u toku školovanja pokazao afinitet prema grupi predmeta iz

automatskog upravljanja, odlučujem da iste godine (2000.) upišem Višu tehničku školu u

Subotici, odsek elektrotehnika, smer upravljanje i robotika. Položio sam sve ispite predviđene

nastavnim planom i programom na smeru upravljanje i robotika, a zbog potrebe da se

zaposlim, pripremu i odbranu diplomskog rada prolongiram do sada, februara 2009.

Page 61: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

61

11. KORIŠĆENA LITERATURA

1. “ADT” d.o.o. , Boška Vujića 4, 24000 Subotica, Tel: 024/572-580, e-mail: [email protected]

2. “ATB SEVER” a.d. , Magnetna polja 6, 24000 Subotica, Tel: 024/548-111; 024/548-222, e-mail: [email protected]

3. “MASTER inženjering” d.o.o. , Borisa Kidriča 11/8, 24000 Subotica, Tel: 024/554-872

4. “VIN-projekt” d.o.o. , Nikole Pavića 7, 10090 Zagreb, Tel: +385 1 38 64 366; www.vin-projekt.hr

5. “Hidroautomatika Inženjering” d.o.o. , ing.Marinko Rudić-Vranić 6. “CONTROL TECHNIQUES” , www.controltechniques.com 7. “BINEMIKOM” d.o.o. , Toše Jovanovića 11, 11000 Beograd, Tel: 011/30-58-138

e-mail: [email protected], www.binemikom.co.yu

8. „Štednja energije pomoću regulisanih pogona”, EE88 Beograd, Vicko Marko, dipl.ing. ; Svetozar Jovanović, el.ing.

9. „Energy Saving with Variable – speed AC Drivers - Siemens” , Josef Merkel 10. „Adjustable Speed AC Drive Systems – IEEE PRESS” , Bimal K. Bose

Page 62: 115486874 Frekventni Regulatorc

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD

62

12. REKAPITULACIJA

Ovaj rad ima ukupno 62 strane.

Rad sadrži 4 tabele , 26 slika , 8 dijagrama i 6 šema.