Насосные станции широко используются в системах водоснабжения, водоотведения, теплоснабжения, горно-металлургической, нефтегазовой, химической и других промышленных технологических системах, на объектах инфраструктуры, энергетики, коммунального хозяйства. Будучи важной частью транспортно-распределительной сети, насосы представляют собой один из крупнейших инфраструктурных активов индустриального общества. Согласно [1], примерно 2–3% мирового потребления электроэнергии используется для перекачки в системах водоснабжения, в то время как 80-90% этого потребления поглощается электрическим приводом.
Кроме того, вопросы повышения эффективности электропотребления и водопользования на оросительных системах, увеличение орошаемых площадей являются одним из мощных рычагов прогресса орошаемого земледелия, восстановления и развития оросительных мелиораций в целом. Анализ структуры потребле ния электрической энергии показывает, что основным потребителем являются мелиоративные насосные установки и станции, которые предназначены для подъема воды на мелиорируемую площадь. Это обуславливает исследование и применение энергоэффективных электрических приводов насосных установок.
Современная насосная станция – это группа насосов и их система управления, работающая по определенному закону в автоматическом режиме, обладающая полным набором электрических и технологических защит. Как правило, все насосы в группе развивают одинаковый напор. При изменении производительности системы по отклонению измеряемой физической величины производится автоматическое включение или отключение дополнительных насосов. Количество насосов в реальных системах варьируется от двух до семи и определяется оптимумом между зоной КПД, диапазоном расходов перекачиваемых сред, затрат на систему управления, требуемой надежностью и резервированием [2].
Режим работы насосных установок при изменении параметров технологического процесса и неизменной скорости вращения приводных электрических двигателей имеет огромный потенциал для экономии энергетических ресурсов. Как известно, потребление энергии в центробежных насосных установках определяется в соответствии с законами подобия, в которых крутящий момент пропорционален квадрату скорости, а мощность пропорциональна кубу скорости. В связи с этим, регулирование скорости вращения двигателя механизмов с вентиляторной нагрузкой позволяет повысить эффективность использования электрической энергии.