Коротко, як налаштувати частотний перетворювач для насоса (зокрема свердловинного): вибираєте перетворювач під струм насоса з невеликим запасом, заводите сигнал датчика тиску 4–20 мА на аналоговий вхід, вмикаєте PID-регулювання й виставляєте задане значення тиску. Далі налаштовуєте сплячий режим (щоб насос засинав при відсутності розбору), захист від сухого ходу за струмом і — за потреби — підвищення крутного моменту для довгого кабелю. Нижче розберемо кожен крок на реальних параметрах Veichi AC10, AC01 і AC310 з посиланнями на офіційний мануал.
Це оглядова стаття-хаб. Якщо вам потрібне суто покрокове налаштування PID «по кнопках» — дивіться детальний гайд із налаштування PID для водяного насоса. Якщо проблема саме в датчику 4–20 мА (інверсія, помилка зворотного зв’язку) — переходьте до статті про підключення датчика 4–20 мА. Тут ми збираємо всю картину разом: вибір, логіка, типові граблі.
Навіщо свердловинному насосу частотник
Свердловинний насос без частотника працює в режимі «увімк/вимк»: тиск стрибає, на старті б’є гідроудар, а двигун щоразу переживає пусковий струм у 5–7 разів вище номіналу. Частотний перетворювач прибирає ці проблеми трьома механізмами:
- Плавний пуск і стоп — немає гідроударів у трубах і просідань напруги в мережі.
- Стабільний тиск — PID тримає задане значення незалежно від того, відкрито один кран чи п’ять.
- Економія — насос крутиться рівно на тих обертах, що потрібні зараз, а не «на повну з придушенням засувкою».
Але одразу чесно: частотник потрібен не завжди. Нижче в розділі «Коли НЕ варто» розбираємо випадки, де достатньо механічного гідроакумулятора з реле тиску.
Як підібрати частотник під свердловинний насос
Головний критерій підбору — не потужність, а номінальний струм насоса. Беріть перетворювач так, щоб його номінальний вихідний струм був рівний або трохи більший за струм двигуна насоса. Запас у 10–15% достатній: завеликий запас погіршує точність захисту за струмом (зокрема від сухого ходу — про це нижче).
- Однофазний насос (220 В) — потрібен перетворювач із виходом на однофазний/трифазний двигун; для багатьох свердловинних «Водолій»-подібних насосів застосовують схему без конденсатора, де перетворювач сам формує фази.
- Трифазний насос (380 В) — класичний випадок, найпростіший у налаштуванні: перетворювач 3×380 В під струм двигуна.
- PID + аналоговий вхід 4–20 мА — обов’язкова вимога, без них тримати тиск автоматично не вийде. Усі серії Veichi AC10, AC01 і AC310 це підтримують.
Готові моделі під різні струми зібрані в розділі частотників для насосів — там фільтр за потужністю й типом мережі.
PID-регулювання тиску: що насправді роблять P, I та D
PID — це алгоритм, який порівнює заданий тиск із фактичним (від датчика) і коригує частоту насоса, щоб звести різницю до нуля. Три складові працюють так:
- P (пропорційна, F13.11) — швидкість реакції. Тиск впав — наскільки різко перетворювач підніме частоту. Завелике P → система «хитається»: тиск гойдається вгору-вниз, насос гуде. Піднімайте плавно.
- I (інтегральна, F13.12) — точний вихід на задане значення. Прибирає залишкову похибку, з якою одне лише P жити не дає. Не ставте занадто мале значення для систем з малим баком — піде розгойдування.
- D (диференціальна, F13.13) — реакція на швидкість зміни. У водопостачанні майже завжди шкідлива (підсилює шум датчика). Рекомендоване значення — 0.
Важливо: який регістр відповідає за P, I, D у Veichi
Тут найчастіша помилка налаштувальників. У серіях Veichi AC10, AC01 та AC310 параметр F13.07 — це НЕ пропорційне підсилення, а «Вибір PID-керування» (характеристика зворотного зв’язку: позитивна/негативна). Самі ж коефіцієнти P/I/D лежать у F13.11–F13.13. Якщо ви бачили десь схему «P=F13.07, I=F13.08» — це інша прошивка або інша серія, для F-групи Veichi вона не підходить. Звіряйтеся з таблицею нижче.
Характеристика зворотного зв’язку: позитивна чи негативна
Для водопостачання з постійним тиском у F13.07 потрібна позитивна характеристика: коли тиск (зворотний зв’язок) перевищує задане значення — частота падає, насос пригальмовує. Якщо ви бачите зворотне (обертів більше — тиск росте, система «розганяється в стелю») — або переплутана полярність датчика, або у F13.07 виставлена негативна характеристика. Детально цей сценарій разом з інверсією аналогового сигналу 4–20 мА розібрано в окремій статті про датчик 4–20 мА.
У тому ж параметрі F13.07 розрядом «0000» задається атрибут диференціального регулювання — диференціювати відхилення чи диференціювати зворотний зв’язок. Для водопостачання це не критично, бо D ми тримаємо в нулі, але знати про цей розряд варто: випадкова зміна F13.07 «оптом» може перевернути характеристику й зламати всю логіку.
Як це працює фізично: приклад розгойдування
Уявімо систему із заданим тиском 3,0 бар. Хтось відкрив кран — тиск просів до 2,6 бар. Пропорційна складова (P) одразу додає частоти пропорційно різниці 0,4 бар. Якщо P завелике, перетворювач «перестрибує» 3,0 бар і заганяє тиск до 3,4 бар — далі знову різко скидає, і так по колу: класичне розгойдування, насос гуде, манометр стрибає. Інтегральна складова (I) накопичує невелику залишкову різницю в часі й плавно доводить тиск рівно до 3,0 бар без перельотів. Тому правильний порядок налаштування — спершу знайти стабільне P (щоб не гойдалося), а потім зменшувати час I до прийнятної швидкості виходу на задане. D у воді не чіпаємо: він реагує на шум датчика й тільки погіршує стабільність.
Сплячий режим: щоб насос не молотив «в тупік»
Коли всі крани закриті, PID все одно намагається тримати тиск і ганяє насос на низькій частоті «в глуху стіну». Це гріє воду в корпусі насоса й даремно зношує механіку. Сплячий режим вирішує це: щойно потреба у воді зникає, перетворювач плавно зупиняє двигун, а при падінні тиску — будить його назад.
У Veichi функція сну — це група F13.29–F13.33 (а не F13.11/F13.12, як іноді пишуть). Ключові параметри:
- F13.29 — увімкнення режиму сну (0 = вимкнено, 1 = увімкнено).
- F13.30 — частота засинання. За замовчуванням у мануалі стоїть 10,00 Гц, але для насоса це зазвичай замало: рекомендоване практичне значення — 30–35 Гц (свідоме підвищення від дефолту). Насос засинає, коли PID опускає частоту нижче цього порога (тобто розбору води фактично немає).
- F13.31 — затримка засинання: скільки тримати низьку частоту, перш ніж заснути (щоб не засинати від короткого закриття крана).
- F13.32 — відхилення пробудження: на скільки тиск має просісти від заданого, щоб насос прокинувся. Увага: значення вводиться у відсотках від діапазону датчика (за замовчуванням 5,0%, діапазон 0–50%), а не в барах напряму. Практична дельта — 0,5–1,0 бар; для датчика 0–10 бар це 5,0–10,0%.
Фішка з практики: якщо насос засинає й одразу прокидається (короткі цикли) — система занадто чутлива. Збільшіть затримку F13.31 і дельту пробудження F13.32, та переконайтеся, що гідроакумулятор не завеликий (про це нижче). Короткі цикли «сон-пуск» зношують насос сильніше, ніж постійна робота: кожен пуск — це механічне й електричне навантаження.
Логіка пробудження прив’язана до характеристики зворотного зв’язку. При позитивній характеристиці насос прокидається, коли тиск падає нижче заданого мінус дельта F13.32. Тобто якщо задано 3,0 бар і дельта 0,8 бар — насос засне після набору тиску й закриття кранів, а прокинеться, коли тиск у системі впаде до 2,2 бар. Цю дельту й підбирають під реальний об’єм гідроакумулятора: маленький бак спорожняється швидше, тож дельту можна робити меншою, щоб тиск не встиг просісти занадто глибоко.
Захист від сухого ходу за струмом
Коли в свердловині зникає вода, насос крутиться «всуху»: навантаження падає, разом з ним падає й споживаний струм. На цьому й будується найнадійніший захист без додаткових датчиків — за зниженням навантаження.
У Veichi це робиться через групу контролю навантаження F10.32–F10.36 (попередження про недовантаження + дія). Логіка така: задаєте поріг струму нижче робочого (орієнтовно 50–60% від робочого струму насоса) і час витримки. Зник стовп води → струм провалився нижче порога довше ніж на заданий час → перетворювач зупиняється й видає попередження. Це дешевше й надійніше за поплавкові реле, які заростають і залипають.
Лайфхак: спершу запустіть насос на номінальному режимі й подивіться фактичний струм на дисплеї перетворювача. Поріг недовантаження виставляйте від цього реального числа, а не від шильдика двигуна — насос рідко працює рівно на номіналі.
Друга важлива деталь — час витримки. Якщо поставити його занадто коротким, перетворювач зупинятиме насос на кожному короткочасному провалі струму (наприклад, при різкому закритті крана й перехідному процесі PID). Практично закладайте кілька секунд: за цей час реальний сухий хід точно проявиться, а хибні спрацювання відсіються. Дію при спрацюванні (зупинка / попередження) задає сам параметр F10.32 розрядами LED — для свердловини логічно ставити саме зупинку, щоб не «варити» насос усуху.
Зверніть увагу: захист за струмом не замінює здоровий глузд щодо рівня води у свердловині. Якщо дебіт свердловини менший за продуктивність насоса, насос періодично «висмоктуватиме» воду швидше, ніж вона надходить — тут крім захисту за струмом варто продумати ще й паузу на відновлення рівня.
Гідроакумулятор: чому великий бак шкодить
Інтуїтивно здається «більший бак — краще». З частотником усе навпаки. Оптимальний об’єм для роботи з PID — 2–24 л. Бак на 100 л і більше робить систему інертною: тиск змінюється так повільно, що PID не встигає тримати точність ±0,1 бар, а сплячий режим починає «плавати». Маленький бак потрібен лише як демпфер пульсацій і буфер на пробудження — основну роботу з підтримки тиску бере на себе частотник.
| Об’єм гідроакумулятора | Поведінка з частотником |
|---|---|
| 2–24 л | Оптимально: демпфер + плавне пробудження, PID тримає точність |
| 50 л | Допустимо, але інертніше; сплячий режим уже капризнить |
| 100 л і більше | Не рекомендовано: система інертна, важко тримати ±0,1 бар |
Довгий кабель до свердловини: форсування моменту
Свердловина — це часто 50, 80, 100 метрів кабелю. На такій довжині падіння напруги «з’їдає» пусковий момент, і насос може не зрушити з місця або стартувати ривком. Лікується підвищенням крутного моменту F04.01 (Torque boost). За замовчуванням F04.01 = 0,0% — це автоматичне підвищення моменту, коли перетворювач сам компенсує втрати на опорі статора. Якщо на довгому кабелі автоматичного режиму бракне для впевненого старту, виставте фіксоване значення 2–5%. Не завищуйте: надлишковий момент на малих обертах гріє двигун. Піднімайте поступово, поки старт не стане впевненим.
Окремо перевірте, щоб перетин кабелю відповідав струму й довжині — жодне форсування не компенсує занадто тонкий кабель.
Ще один практичний момент на довгих кабелях — несуча частота (carrier frequency). На кабелі 80–100 м висока несуча частота підсилює ємнісні струми витоку й може давати хибні спрацювання захисту або писк. Якщо при довгому кабелі перетворювач «сипле» помилками струму — спробуйте трохи знизити несучу частоту. Для свердловинного насоса надвисока несуча не потрібна: насос не вимагає тихої роботи на слух, як вентиляція в приміщенні.
Зведена таблиця параметрів (Veichi F-група)
Усі значення нижче — рекомендовані стартові точки для свердловинного насоса. Точне налаштування завжди підганяється під конкретну систему. Регістри однакові для AC10, AC01 і AC310 — це F-група прошивки Veichi.
| Параметр | Призначення | Рекомендоване значення | Серія (регістр однаковий) |
|---|---|---|---|
| F13.07 | Вибір PID-керування (характеристика ЗЗ) | Позитивна характеристика | AC10 / AC01 / AC310 |
| F13.11 | Пропорційне підсилення P1 | Підбирати плавно (завелике → коливання) | AC10 / AC01 / AC310 |
| F13.12 | Інтегральний час I1 | Точний вихід на тиск; не занадто мале | AC10 / AC01 / AC310 |
| F13.13 | Диференціал D1 | 0 (для водопостачання) | AC10 / AC01 / AC310 |
| F13.29 | Увімкнення режиму сну | 1 (увімкнено) | AC10 / AC01 / AC310 |
| F13.30 | Частота засинання (за замовч. 10,00 Гц) | 30–35 Гц (свідома зміна від дефолту) | AC10 / AC01 / AC310 |
| F13.31 | Затримка засинання | Підбирати (проти коротких циклів) | AC10 / AC01 / AC310 |
| F13.32 | Відхилення пробудження (% від діапазону датчика) | дельта 0,5–1,0 бар; для датчика 0–10 бар це 5,0–10,0% | AC10 / AC01 / AC310 |
| F10.32–F10.36 | Контроль навантаження / захист від сухого ходу | поріг 50–60% робочого струму + час | AC10 / AC01 / AC310 |
| F04.01 | Підвищення крутного моменту (кабель 50 м+); за замовч. 0,0% = авто | 2–5% (фіксоване, якщо авто бракне) | AC10 / AC01 / AC310 |
Покрокове налаштування PID (HowTo)
- Введіть параметри двигуна з шильдика (потужність, струм, частота) — базове налаштування описано в гайді з налаштування Veichi.
- Підключіть датчик тиску 4–20 мА на аналоговий вхід і задайте діапазон датчика (наприклад, 0–10 бар).
- Увімкніть джерело завдання PID і виставте задане значення тиску (наприклад, 3,0 бар).
- У F13.07 виберіть позитивну характеристику зворотного зв’язку.
- Виставте стартові P (F13.11) і I (F13.12), D (F13.13) залиште на 0. Запустіть насос і відкрийте кран.
- Спостерігайте за тиском: гойдається → зменшіть P; повільно виходить на задане → зменшіть час I. Робіть це малими кроками.
- Налаштуйте сплячий режим: F13.29=1, частота засинання F13.30 у межах 30–35 Гц (за замовчуванням 10,00 Гц — це свідоме підвищення), дельта пробудження F13.32 на 0,5–1,0 бар (для датчика 0–10 бар це 5,0–10,0% від діапазону).
- Заміряйте робочий струм і виставте захист від сухого ходу (F10.32–F10.36) на 50–60% від нього.
- Для кабелю 50 м+, якщо старт «важкий», виставте підвищення крутного моменту F04.01 на 2–5% (за замовчуванням 0,0% = автоматичний режим).
Коли частотник НЕ потрібен
Чесно: не кожній свердловині потрібен PID-перетворювач. Достатньо механічного гідроакумулятора з реле тиску, якщо:
- У вас один-два споживачі й розбір рідкий — точність тиску некритична.
- Бюджет обмежений, а насос невеликий: вартість частотника не окупиться економією.
- Насос уже працює стабільно, гідроударів немає, мережа витримує пуски.
Частотник окупається там, де є багато точок розбору, вимога до стабільного тиску (душ, поливання, кілька санвузлів), довгий кабель або слабка мережа, що не любить прямих пусків. Якщо сумніваєтеся — напишіть нам параметри свердловини й насоса, підкажемо, чи є сенс.
І навпаки, є випадки, де частотник не просто бажаний, а майже обов’язковий: коли мережа слабка й сусіди скаржаться на «моргання» світла при кожному пуску насоса; коли труби старі й гідроудари вже давали течі; коли свердловина глибока, кабель довгий, а прямий пуск дає просадку, від якої насос інколи взагалі не стартує. У таких системах плавний пуск і PID окупаються не лише економією електрики, а й продовженням ресурсу насоса та сантехніки.
Поширені питання
Який частотник підійде для свердловинного насоса?
Підбирайте за струмом і потужністю насоса з невеликим запасом, з підтримкою PID і аналогового входу 4–20 мА. Для побутових і фермерських свердловин добре працюють серії Veichi AC10, AC01 і AC310 — у них однакова логіка F-групи (PID, сплячий режим, захист навантаження). Готові моделі — у розділі частотників для насосів.
Чому насос розганяється замість того, щоб тримати тиск?
Дві типові причини: переплутана полярність датчика 4–20 мА або у F13.07 виставлена негативна характеристика зворотного зв’язку замість позитивної. Перевірте полярність датчика й характеристику в F13.07. Повний розбір — у статті про датчик 4–20 мА та інверсію сигналу.
Що означає помилка E.PID на дисплеї?
E.PID — обрив зворотного зв’язку PID: перетворювач не отримує сигнал від датчика. Перевірте проводку аналогового входу (AI2), цілісність датчика та чи коректно вибрано джерело сигналу. Часто причина банальна — обрив або погана клема в петлі 4–20 мА.
Чому насос не вимикається, хоча тиск набрано?
Найімовірніше, сплячий режим не активний або частота засинання F13.30 виставлена надто низько (PID просто не доходить до неї). Увімкніть F13.29=1, підніміть F13.30 до 30–35 Гц і перевірте, що дельта пробудження F13.32 не нульова. Також занадто великий гідроакумулятор може заважати насосу «дотиснути» до порога засинання.
Який гідроакумулятор ставити з частотником?
Невеликий — 2–24 л. Він потрібен лише як демпфер пульсацій і буфер на момент пробудження. Великі баки (100 л+) роблять систему інертною й заважають PID тримати точний тиск.
Як захистити насос від сухого ходу без поплавця?
За зниженням струму. Виставте контроль навантаження (F10.32–F10.36) на поріг 50–60% від реального робочого струму насоса й час витримки. Зникла вода — струм провалився — перетворювач зупинився. Надійніше за поплавкові реле, які залипають.
