Aplicação do FD5000 em Estações de Tratamento de Água

A bomba d'água é o equipamento principal no processo de abastecimento de água de uma estação de tratamento. O método tradicional de acionamento direto da bomba pela rede elétrica apresenta problemas como alta corrente de partida, dificuldade no ajuste da pressão e vazão da água, alto consumo de energia e potencial para causar poluição harmônica na rede elétrica. Esses problemas têm afetado a operação das estações de tratamento de água há muito tempo.

Com o desenvolvimento da tecnologia de regulação de velocidade por frequência variável de alta tensão, o método de utilização de frequência variável para acionar bombas d'água substituiu gradualmente o método tradicional e tornou-se a opção preferencial para modernização e transformação de equipamentos em estações de tratamento de água. Uma determinada estação de tratamento de água em um país estrangeiro possui uma capacidade de produção diária de água muito alta. Existem diversos métodos de aplicação para a regulação de velocidade variável de motores de bombas d'água. Para suas bombas anteriores, essa empresa optou por um conversor de frequência de alta tensão de uma determinada marca estrangeira para realizar a regulação de velocidade por frequência variável. Agora, visando reduzir os custos de aquisição, a empresa necessita de um desempenho funcional equivalente ao do conversor de frequência da ABB. Assim, pretende realizar a transformação e modernização das bombas d'água existentes para a regulação de velocidade por frequência variável.

Plano de Implementação

Para ser compatível com a nova bomba d'água do cliente, foi selecionado o conversor de frequência de alta pressão modelo FD5000-6/1000F-1A. Os parâmetros básicos deste conversor de frequência são os seguintes:

O enrolamento secundário do transformador defasador (isolamento classe H) do inversor de alta tensão da série FD5000 é a entrada da unidade de potência; cada unidade de potência suporta a corrente total, que corresponde a 1/5 da tensão de fase e 1/15 da potência de saída. Cada uma das 15 unidades possui seu próprio enrolamento de entrada, garantindo assim o isolamento. A conexão delta estendida do enrolamento secundário serve para multiplexar e reduzir os harmônicos da corrente de entrada. Os 15 enrolamentos secundários são divididos em três grupos de fase. O enrolamento secundário do transformador defasador é dividido em três grupos, permitindo a retificação de 30 pulsos, suprimindo os harmônicos da forma de onda da corrente de entrada e mantendo o fator de potência da carga próximo de 1. Após medição, o conteúdo harmônico total da corrente de entrada foi inferior a 4%.

Os enrolamentos secundários do transformador são isolados entre si, de modo que o circuito principal da unidade de potência é relativamente independente. Sua estrutura é semelhante à de um inversor de baixa tensão e adota tecnologia consolidada.

Vantagens da aplicação

1. Regulação suave da velocidade de arranque: O ajuste da velocidade da bomba é suave e confiável, com um aumento e diminuição gradual da velocidade. Isso melhora a corrente de arranque e o impacto mecânico da unidade, permitindo um ajuste flexível da velocidade para atender aos requisitos do processo em diferentes pressões e vazões de abastecimento de água na estação de tratamento.

2. Automação simplificada: O dispositivo está equipado com uma tela sensível ao toque de 10 polegadas, múltiplos terminais de quantidade digitais e analógicos, além de diversas interfaces de comunicação. Ele pode ser integrado a PCs de controle industrial e sistemas de despacho de estações de tratamento de água para realizar funções de monitoramento local e remoto.

3. Forte adaptabilidade à rede: Garante a estabilidade da tensão, corrente e velocidade de saída.

4. Partida rápida: Durante a operação, uma perda repentina de energia de alta tensão pode ser restaurada em até 3 segundos, e o conversor de frequência de alta tensão não parará. Após o restabelecimento da alta tensão, o conversor de frequência retornará automaticamente à frequência anterior à perda de energia.

5. Função de partida por volante: Ela consegue identificar a velocidade do motor e iniciar a partida automaticamente quando o motor continua girando.