Какое напряжение необходимо для насосов?
Насосы для частных домохозяйств предполагают подключение к однофазной сети с номинальным напряжением 220 или 230 В. Модели промышленного назначения обычно питаются от трехфазной сети с номиналом 380 или 400 В.
В обоих случаях присутствует требование не только к значению, но и к форме напряжения – она должна иметь чистую синусоидальную форму.
Как отклонения напряжения влияют на насосы?
Если говорить кратко, то крайне негативно! Основа двигательной части любой насосной станции – погружной или поверхностный насос, работа которого связана с качеством поступающей на него электроэнергии.
При сетевых просадках и провалах (когда напряжение меньше номинального) устройство может:
- потерять часть мощности и не обеспечить заявленной производительности;
- не запуститься или прекратить работу;
- «зависнуть» в пусковом режиме – наиболее опасная ситуация (приводит к нагреву насоса, что значительно сокращает срок его службы, а в критической ситуации приводит к пробою внутренней изоляции и последующему возгоранию, в зоне особого риска модели без тепловой защиты).
Перегревается насос и при отклонениях сети в большую сторону (когда напряжение больше номинального). Подобная ситуация «бьет» также по управляющей автоматике. Может пострадать реле давления, сбои которого приведут к запускам мотора и перекачке жидкости в моменты, когда этого не требуется.
⇒ Повышенное сетевое напряжение может нанести насосной станции непоправимый урон даже при скоротечном (менее 1 с) воздействии. Особенно если речь идет об экстремальных по амплитуде скачках, называемых импульсными перенапряжениями.
Последствия искажений синусоидальной формы напряжения:
- неспецифичный гул и вибрация при работе (слуховой дискомфорт и риск механических повреждений);
- рост энергопотребления (снижает общую энергоэффективность);
- нагрев – любая сетевая проблема приводит к усилению тепловыделения, что является особенностью электродвигателя.
⇒ Для большинства производителей насосов поломки из-за некачественного электроснабжения относятся к негарантийным случаям. Устранять их придется за свой счет, а ремонт электродвигателя обычно обходится в немалую сумму.
Чем в случае сетевых отклонений поможет стабилизатор?
Стабилизатор напряжения выравнивает параметры электропитания в пределах своего рабочего диапазона: повышает пониженное напряжение, снижает повышенное и подаёт на насос значение, безопасное для его работы. Некоторые стабилизаторы работают и с формой напряжения.
⇒ Эффективность защиты в конкретной сетевой ситуации зависит от характеристик модели и её типа! Все стабилизаторы созданы для борьбы с сетевыми отклонениями, однако качество получаемого по итогу данной борьбы выходного напряжения разнится от модели к модели. Если у одних изделий поступающие на вход колебания не влияют на выходные показатели, то у других – они заметно их ухудшают.
Какие типы стабилизаторов существуют? В чём их различия, преимущества и недостатки?
В магазинах в основном представлены электромеханические, релейные, электронные и инверторные устройства. С технической точки зрения они различаются составом силовой части и принципом работы.
| Тип | Основные компоненты силовой части | Принцип работы |
| Электромеханический | Автотрансформатор и токосъёмный контакт (соединён сервоприводом с двигателем постоянного тока). | При сетевом отклонении управляющий модуль подает сигнал сервоприводу. Он перемещает контакт по трансформаторной обмотке и тем самым изменяет число включенных в её работу витков до количества, достаточного для преобразования входного напряжения в выходное с номинальной величиной. |
| Релейный | Автотрансформатор и блок электрических реле. | При сетевом отклонении управляющий модуль подаёт сигнал реле. Они срабатывают и коммутируют сегменты трансформаторной обмотки так, чтобы входное напряжение, проходя через них, приобретало номинальное значение. |
| Электронный | Автотрансформатор и блок электронных ключей (симисторов или тиристоров). | Аналогичен релейным, только за коммутацию сегментов трансформаторной обмотки отвечают не реле, а электронные ключи. |
| Инверторный | Статические электронные преобразователи (выпрямитель и инвертор). |
Выполняет двойное бестрансформаторное преобразование напряжения. Сначала оно становится постоянным (на выпрямителе), а затем вновь переменным (на инверторе). Промежуточная «постоянная» стадия нейтрализует входные отклонения и исключает их влияние на качество снимаемого с инвертора напряжения (оно и подаётся на нагрузку). ⇒ Процесс двойного преобразования осуществляется постоянно, а не только в момент сетевого колебания. |
Для потребителя же главное значение имеют характерные для устройств плюсы и минусы, а также цена. Разберем их более подробно.
| Тип | Преимущества | Недостатки |
| Электромеханический |
|
|
| Релейный |
|
|
| Релейным и электромеханическим моделям характерна невысокая цена, исключение составляют модели европейских брендов. | ||
| Электронный |
|
|
| Стоимость электронных стабилизаторов выше, чем аналогичных по мощности электромеханических и релейных. | ||
| Инверторный |
|
|
| Инверторные стабилизаторы продаются примерно по той же цене, что и качественные электронные, но при этом опережают их по всем основным характеристикам. | ||
Как разные типы стабилизаторов работают с насосами?
Эффективность работы стабилизатора с нагрузкой определяется характерными для его типа преимуществами и недостатками. Многое зависит и от требований самой нагрузки к качеству питающей электроэнергии – чем они выше, тем уже круг подходящих для использования моделей.
⇒ Для насосной станции нежелательно даже минимальное ухудшение входного напряжения и, следовательно, далеко не все устройства смогут успешно с ней работать. При низком напряжении особенно важен рабочий диапазон стабилизатора. Если сеть проседает до 160, 140 В или ниже, модель с узким диапазоном может отключаться или не обеспечивать насосу нужное питание.
| Тип | Эффективность работы с насосной станцией |
| Электромеханический |
Точность выходного напряжения в основном подходит для такой нагрузки. Однако уровень защиты будет всё равно не высок. Дело в низком быстродействии, приводящим к тому, что резкое сетевое колебание в течение некоторого времени транслируется на выход. Проблемы возникнут и при искажениях сетевой синусоиды. Электромеханические модели не имеют функционала для их устранения, соответственно, входная несинусоидальность будет передаваться на подключенную насосную станцию без какой-либо коррекции. |
| Релейный | Скорость срабатывания позволит устранить большинство сетевых колебаний, но сгенерированное при этом напряжение будет искаженным и, скорее всего, отличным от номинала. И то и другое ухудшает работу станции, поэтому защиту на базе релейного прибора нельзя считать по-настоящему эффективной. |
| Электронный | Хороший, но не максимальный уровень защиты. Проблемы в функционировании насосной станции могут возникнуть из-за того, что каждому срабатыванию сопутствуют кратковременные разрывы в электропитании, а также искажения формы выходного сигнала (не такие большие как у релейного, но даже их достаточно для вредного влияния на подключенное устройство). |
| Инверторный |
Нагрузка будет питаться номинальным синусоидальным напряжением во всем диапазоне допустимых для стабилизатора входных значений и «не ощутит» негативного влияния сетевых отклонений и искажений – именно такая защита и станет наиболее эффективной! ⇒ Допустимый диапазон входного напряжения перекрывает большинство свойственных для отечественных сетей отклонений. Если сигнал всё-таки выйдет из этих границ, то нагрузка будет оперативно обесточена (после возвращения сети к допустимым параметрам электропитание потребителей автоматически возобновится). |
⇒ Из всех типов только инверторные способны обеспечить выходное напряжение, качество которого подойдет для питания насосных станций.
Как выбрать стабилизатор напряжения для насоса?
Чтобы выбрать стабилизатор для бытового насоса, требуется выполнить следующие действия.
| Действие | Описание |
| Определите, от какой сети работает насос |
В магазинах представлены однофазные и трехфазные насосы, работающие от сети 220/230 В и 380/400 В соответственно. Исходя из этого необходимо выбирать и соответствующий стабилизатор. ⇒ С трехфазными насосами нельзя использовать трехфазные инверторные стабилизаторы из-за специфики их работы. |
| Измерьте минимальное напряжение в сети | Перед подбором стабилизатора нужно понять, до каких значений проседает напряжение при работе и запуске насоса. Если напряжение падает сильно, выбирайте модель с широким рабочим диапазоном и запасом по мощности. При глубокой просадке доступная выходная мощность стабилизатора может снижаться. |
| Выясните номинальную потребляемую мощность насоса |
Потребляемая мощность указывается в паспорте или на шильдике. Если информацию найти не удается, то можно этот параметр уточнить у продавца или производителя оборудования. ⇒ Если нужно подключать к стабилизатору не только насос, но и другую сопутствующую нагрузку, например, газовый котел, то требуется выяснить и его потребляемую мощность, а затем сложить вместе мощность всех планируемых к подключению приборов. |
| Рассчитайте пусковой ток насоса |
Особенность работы бытового насоса в том, что ему характерны высокие пусковые токи, которые могут увеличивать его номинальную потребляемую мощность в несколько раз. То есть в момент своего запуска прибор будет потреблять в среднем в 4 раза больше электроэнергии, чем в режиме номинальной работы. Например, у скважинного агрегата с номинальной потребляемой мощностью 500 Вт пусковая мощность может составить 3500 Вт. Стабилизатор необходимо подбирать по максимальной мощности нагрузки, поэтому для насоса учитывается именно пусковая мощность. Данный параметр не всегда указывается в технической документации к изделию, но его также могут предоставить продавец или производитель. Если данные выяснить не удается, то их можно рассчитать самостоятельно. ⇒ Если стабилизатор будет подобран только по номинальной потребляемой мощности насоса, то при его запуске, он будет постоянно уходить в перегрузку, полностью отключая нагрузку или работая через байпас (если он есть в составе). |
| Добавьте запас мощности | Выходная мощность стабилизатора напряжения должна превышать максимальную потребляемую мощность нагрузки (с учетом его пусковых токов) на 20-30%. Это связано с тем, что при значительном снижении значения входного напряжения выходная мощность стабилизатора также снижается. Например, у инверторных моделей при напряжении сети менее 135 В выходная мощность снижается примерно на 40%. Для компенсации такой потери и требуется запас мощности. |
Правильно подобранный стабилизатор напряжения является залогом качественной работы бытового насоса и сохранения его долговечности. Устройство обезопасит ответственную нагрузку от негативного воздействия сетевых перепадов, поможет избежать его перегрева, сбоев в работе и выхода из строя.
Стабилизатор для водяного насоса, насосной станции и автоматики водоснабжения
Для водяного насоса, насосной станции и автоматики водоснабжения стабилизатор подбирают по суммарной нагрузке всей системы. В расчёт берут мощность электродвигателя насоса, пусковой ток, минимальное напряжение в сети, а также потребление реле давления, блока управления, защиты от сухого хода, датчиков и другой автоматики, если она подключена к той же линии.
Особенно важно учитывать пусковую мощность насоса. При запуске электродвигатель может кратковременно потреблять в несколько раз больше, чем в рабочем режиме. Поэтому стабилизатор нельзя выбирать только по номинальной мощности: нужно учитывать пусковой ток и добавлять запас 20-30%.
Если насосная станция запускается с трудом, гудит, отключается или автоматика водоснабжения сбоит при просадках напряжения, стоит выбирать стабилизатор с широким рабочим диапазоном и запасом по мощности. Для бытовых однофазных насосов обычно используют стабилизаторы 220/230 В, а для мощных или промышленных систем схему защиты подбирают отдельно.
Нужен ли стабилизатор для частотного насоса?
Для насоса с частотным преобразователем необходимость стабилизатора зависит от требований самого преобразователя и качества электросети. Частотный привод уже управляет работой электродвигателя, но это не означает, что он полностью защищён от пониженного, повышенного или нестабильного входного напряжения.
Если в сети бывают глубокие просадки, резкие скачки или аварийные отклонения, стабилизатор может понадобиться для защиты входа частотного преобразователя и его электроники. При этом подбирать стабилизатор для частотного насоса нужно особенно внимательно: важно учитывать мощность привода, пусковые и рабочие режимы, допустимый диапазон входного напряжения, требования производителя и возможное влияние преобразователя на сеть.
Перед установкой стабилизатора в систему с частотным насосом лучше проверить инструкцию к частотному преобразователю и проконсультироваться со специалистом. Не все схемы одинаково корректно работают с электродвигателями, частотниками и стабилизаторами.
Стабилизатор для котла и циркуляционного насоса: как подобрать?
Если стабилизатор нужен одновременно для газового котла и циркуляционного насоса, мощность рассчитывают по суммарной электрической нагрузке. В расчёт берут потребление котла, номинальную мощность насоса, пусковой ток насоса и запас 20-30%.
Для котла важны стабильное выходное напряжение, высокая точность стабилизации и чистая синусоидальная форма сигнала. Для циркуляционного насоса дополнительно нужно учитывать пусковые токи: в момент запуска насос может кратковременно потреблять в несколько раз больше номинальной мощности.
Если насос встроен в котёл, часто достаточно стабилизатора небольшой мощности. Если в системе есть внешний циркуляционный насос или несколько насосов, их потребление добавляют к расчёту. При частых отключениях электричества стабилизатора будет недостаточно – потребуется ИБП или другая система резервного питания.
Подробнее о защите газового котла, выборе стабилизатора и расчёте мощности с учётом насоса рассказали в статье «Как защитить газовый котёл от перепадов напряжения и выбрать стабилизатор».
Особенности расчёта пусковой мощности для различных типов насосов
В быту в основном применяются скважинные, циркуляционные и дренажные насосы, а также воздушные компрессоры, которые используются в вытяжках, в том числе домовых (не только для плиты, но и для всего дома или квартиры).
Рассмотрим особенности расчёта пусковой мощности для разных типов оборудования. Этот параметр не всегда удаётся определить точно, однако есть данные по коэффициентам, на которые можно умножить номинальную потребляемую мощность насоса, чтобы рассчитать пусковую.
| Тип насоса | Во сколько раз пусковая мощность больше номинальной |
| Циркуляционные | в 2-3 |
| Компрессоры для вытяжки | в 4-5 |
|
Скважинные Дренажные Тепловые |
в 5-7 |
| Насосные станции | в 4-7 |
⇒ У бытовых насосов, имеющих плавный пуск, пусковой ток может иметь минимальное значение (не более 1,5) или вообще отсутствовать. Данная информация обычно указывается в паспорте изделия.
Для насосных станций точный коэффициент зависит от мощности двигателя, конструкции насоса, наличия плавного пуска и условий запуска. Если данные неизвестны, лучше ориентироваться на паспорт оборудования или подбирать стабилизатор с помощью специалиста.
Для циркуляционного насоса в системе отопления особенно важно учитывать пусковой ток, если насос подключается к одному стабилизатору вместе с газовым котлом. В такой схеме именно насос может стать основной пусковой нагрузкой, даже если его номинальная мощность кажется небольшой.Ограничения по применению инверторных стабилизаторов напряжения с насосами
Если насосы трехфазные, то есть работают от сети 380/400 В, то для их защиты не подойдет трехфазный инверторный стабилизатор. Это связано с тем, что трехфазные электромоторы во время остановки или при подклинивании (повышенной нагрузки, которая вызывает их замедление) дают обратную мощность на стабилизатор, которая может навредить его работе. При такой ситуации у стабилизатора сработает защита и он отключится. У однофазных электромоторов нет такой специфики функционирования, так как они имеют иной вид пусковой обмотки.
В трехфазных электромоторах пуск протекает практически в режиме короткого замыкания. Справиться с ним можно, только если взять инверторную модель с очень большим запасом мощности, который будет в 7-10 раз превышать мощность насоса. Например, для трехфазного насоса мощностью 2 кВт потребуется трехфазный инверторный стабилизатор с выходной мощностью 20 кВт.
Также трехфазные насосы нельзя защищать тремя однофазными стабилизаторами, подключив их на каждую питающую фазу. При такой схеме подключения трехфазная нагрузка не будет распределяться равномерно по трем фазам, а если одна из фаз пропадет, то на насос будет подано только две фазы, из-за чего он может выйти из строя.
Примеры подбора инверторного стабилизатора напряжения для однофазного насоса
Приведем несколько примеров по подбору инверторных моделей бренда «Штиль» для защиты однофазных насосов.
| Оборудование | Номинальная потребляемая мощность | Расчёт пусковой мощности | Добавление запаса 30% | Модель стабилизатора |
| Циркуляционный насос | 70 Вт | 70 Вт х 3 (коэффициент для циркуляционного насоса) = 210 Вт | 210 Вт х 1,3 = 273 Вт | IS350 с выходной мощностью 350 ВА/ 300 Вт |
| Скважинный насос | 750 Вт | 750 Вт х 7 (коэффициент для скважинного насоса) = 5250 Вт | 5250 Вт х 1,3 = 6825 Вт | IS8000 с выходной мощностью 8 кВА/ 7,2 кВт |
| Насосная станция | 600 Вт | 600 Вт х 5 (коэффициент для насосной станции) = 3000 Вт | 3000 Вт х 1,3 = 3900 Вт | модель с выходной мощностью не менее 4 кВт |
Если к этому же стабилизатору подключается газовый котёл, его электрическую мощность добавляют к расчёту. Например, при котле 120 Вт и циркуляционном насосе 70 Вт расчёт будет таким: (120 + 70 × 3) × 1,3 = 429 Вт. Значит, нужна модель с выходной мощностью не менее 430 Вт, а лучше – с ближайшим подходящим запасом по линейке.
Как не ошибиться с выбором и купить качественный стабилизатор для насоса? – комментарий эксперта
При выборе стабилизатора для насоса нельзя ориентироваться только на номинальную мощность. Насосы имеют пусковые токи, поэтому в момент запуска нагрузка может быть в несколько раз выше рабочей. Если не учесть этот фактор, стабилизатор будет уходить в перегрузку, отключать насос или работать через байпас.
Если насос подключается вместе с газовым котлом, расчёт выполняют по суммарной мощности всей отопительной нагрузки, а пусковой ток насоса учитывают отдельно.
Для насосных станций и систем с автоматикой водоснабжения также важно учитывать все устройства, подключённые к стабилизатору: насос, реле давления, блок управления и защитные модули. Если в системе используется частотный преобразователь, схему защиты нужно подбирать отдельно с учётом требований производителя частотника.
Также важно учитывать минимальное напряжение в сети. При сильных просадках стабилизатору требуется запас по мощности, иначе он не сможет обеспечить нормальное питание насоса в тяжёлом режиме.
Для однофазных бытовых насосов чаще выбирают стабилизаторы с широким рабочим диапазоном, высокой точностью и корректной формой выходного напряжения. Если насос трёхфазный, схему защиты нужно подбирать отдельно: не все решения подходят для трёхфазных электродвигателей.
Игорь Кривенцов,
Технический эксперт ГК «Штиль»
Инверторные стабилизаторы «Штиль» для насосов
Для защиты насосов, насосных станций и автоматики водоснабжения можно использовать инверторные стабилизаторы «Штиль» серии «ИнСтаб». Модель подбирают по мощности насоса, пусковому току, минимальному напряжению в сети, составу подключённой автоматики и условиям установки.
Для маломощных циркуляционных насосов, автоматики и газового котла подходят компактные настенные модели. Если в системе отопления есть внешний насос или несколько насосов, модель подбирают по суммарной нагрузке с учётом пусковых токов.
Для насосных станций, скважинных и дренажных насосов обычно требуется больший запас по мощности, так как при запуске электродвигатель кратковременно потребляет больше, чем в рабочем режиме.
В линейке представлены настенные и напольные/стоечные стабилизаторы:
- настенные IS350-IS20000 – от 300 Вт до 18 кВт;
- напольные/стоечные IS1000RT-IS20000RT – от 800 Вт до 18 кВт.