Pumpensteuerung
Definition:
Pumpensteuerung
Im folgenden Artikel werden Pumpentypen sowie die Regelung der Pumpensteuerung durch den Frequenzumrichter in zwei Abschnitten erläutert.
1. Pumpentypen
Eine Pumpe ist eine Arbeitsmaschine, die eine Flüssigkeit als inkompressibles Fluid fördert. Die beiden Hauptgruppen von Pumpen sind Verdränger- und Kreiselpumpen. Bei der Verdränger Pumpe wird eine Flüssigkeit in einem Volumen angesaugt und deren Rückstrom durch Ventile verhindert, bei der Kreiselpumpe fallen entsprechende Rückhaltventile weg, der Energiefluss erfolgt nur durch strömungsmechanische Vorgänge. Bei der Kreiselpumpe wird noch zwischen den Bauformen von Axialpumpe, Diagonalpumpe und Radialpumpe unterschieden. Bei der Axialpumpe ist die Förderrichtung des Fluids parallel zur Pumpenachse, bei der Diagonalpumpe schräg zur Förderrichtung und bei der Radialpumpe senkrecht zur Förderrichtung. Größere Einsatzgebiete von Kreiselpumpen sind Abwasser-, Einspritz-, Gülle-, Hydraulik-, Kraftstoff-, Lenz-, Kühlwasser/mittel-, Umwälz- und Pipelinepumpen. Die wichtigsten Kenngrößen der Kreiselpumpe sind Drehzahl und Fördermenge, sowie Frequenz bei Spannung und Strom der Leistungsaufnahme. Der Antriebsmotor ist meist nach dem Drehstromprinzip, wodurch sich Drehzahl und Förderleistung durch Frequenz und Stromstärke steuern lassen.
2. Die Regelung der Pumpensteuerung durch den Frequenzumrichter
Ein Frequenzumrichter ist ein Stromrichter, der aus einem Wechselstrom in einer oder mehreren Phasen einen in Frequenz und Spannung veränderbaren Ausgangsstrom generiert. Mit diesem umgerichteten Ausgangswert wird dann ein Drehstrommotor angetrieben und angesteuert. Das Funktionsprinzip des Frequenzumrichters ist dabei, dass eine eingehende Wechselgröße in ihren jeweiligen Phasen zunächst mit Dioden und Glättungskondensatoren als Zwischengröße gleichgerichtet wird, und dann mittels Transistor- oder Thyristorgruppen steuerbar wechselgerichtet wird. Die Ausgangsfrequenz und die Ausgangsspannung/strom der einzelnen Phasen lässt sich mittels einer integrierten Schaltkreiskontrolle regulieren. Die Pumpensteuerung und Regelung erfolgt also durch einen Frequenzumrichter, durch die Regelung der Frequenz kann der Frequenzumrichter die Förderleistung bei Umwälzpumpen den tatsächlichen Bedarfsanforderung flexibel anpassen und dadurch hohe Einsparpotentiale beim Energieverbrauch des Pumpensystems erzielen. Die Pumpensteuerung hat somit die Eigenschaft der Energieeffizienz. Vor allem im Industriebereich mit veränderlichen Fördervolumina lassen sich damit hohe Einsparpotentiale erzielen. Der Frequenzumrichter zur Regelung der Pumpensteuerung lässt sich entweder in der Pumpe integrieren oder in Schaltschränken unterbringen. Nach den IP Schutzklassen muss der Schaltschrank für die Pumpensteuerung Schutz bieten gegen Staub, Wasser, Überhitzung, sowie gegen elektromagnetische und mechanische Störeinflüsse.
