Spis treści

Co to jest falownik i czym różni się od przemiennika częstotliwości?

Falownik jest to urządzenie elektryczne, które zmienia prąd stały na prąd zmienny, o regulowanej częstotliwości wyjściowej. Potocznie w branży automatyki, określeniem tym, przyjęło się nazywać przemienniki częstotliwości, które są urządzeniami modulującymi częstotliwość i napięcie prądu zmiennego, tak aby regulować moment obrotowy oraz prędkość wirowania silnika elektrycznego. Są one obecne niemal w każdej aplikacji, w której niezbędny jest proces sterowania silnikami indukcyjnymi.

Podział falowników

Falowniki możemy podzielić na dwa główne typy – ze względu na sposób sterowania oraz ze względu na przeznaczenie.

Falowniki skalarne

Przemienniki częstotliwości ze sterowaniem skalarnym (U/f), są najprostszymi urządzeniami do sterowania prędkością obrotową silnika elektrycznego. Nie oferują bardzo dokładnej regulacji prędkości obrotowej, a także nie kontrolują momentu obrotowego silnika. Ich działanie ogranicza się do utrzymywania stałego stosunku napięcia zasilania silnika indukcyjnego do częstotliwości. Umożliwia on także, sterowanie wielosilnikowe, czyli kontrole prędkości kilku silników jednocześnie. Falownik w takim przypadku musi posiadać odpowiednią moc. Przemienniki tego typu znajdują zastosowanie w sterowaniu wentylatorami oraz pompami.

Falowniki wektorowe

Wyróżniamy dwa rodzaje falowników wektorowych – sterowane bezczujnikowo oraz ze sprzężeniem zwrotnym z enkodera.

Sterowanie bezczujnikowe opiera się o model matematyczny silnika elektrycznego, dlatego kluczowe jest wprowadzenie prawidłowych parametrów silnika indukcyjnego z jego tabliczki znamionowej oraz wykonanie automatycznego strojenia dynamicznego bądź statycznego.

Sterowanie z wykorzystaniem sprzężenia zwrotnego oparte jest o pomiar prędkości na podstawie wskazań z enkodera inkrementalnego bądź absolutnego zamontowanego na wale silnika. Dzięki takiemu rozwiązaniu inwerter ma możliwość utrzymywanie stałego momentu obrotowego w pełnym zakresie regulacji prędkości.

Sterowanie wektorowe uniemożliwia jednak obsługę kilku silników z jednego falownika, z tym, że każdy falownik wektorowy obsługuje również tryb skalarny, który jest domyślnym trybem w ustawieniach fabrycznych.

Falowniki do silników indukcyjnych trójfazowych

Przemienniki częstotliwości do silników trójfazowych podzielić można ze względu na rodzaj zasilania. Wyróżniamy silniki zasilanie jednofazowo oraz trójfazowo.

Falowniki jednofazowe

Falowniki jednofazowe zasilane są napięciem 230 V prądu zmiennego, a na wyjściu wystawiane jest napięcie trójfazowe 230V. Wymaga to zastosowania silnika o różnych napięciach dla gwiazdy oraz trójkąta i podłączenia silnika indukcyjnego w trójkąt. Falowniki jednofazowe mają zastosowanie w silnikach o mocy do 2,2 kW.

Falowniki trójfazowe

Falowniki trójfazowe zasilane są napięciem 3×400 V prądu zmiennego i takie same napięcie wystawiane jest na jego wyjściu. Przemienniki tego typu mają zastosowanie w aplikacjach gdzie wymagana jest większa moc oraz moment silnika.

Falowniki do silników jednofazowych

Falowniki dedykowane do sterowania silnikami jednofazowymi zasilane są również jednofazowo. Stosowane są w mało wymagających aplikacjach, które nie potrzebują wysokiej mocy silników jak np. wentylatory.

Jak dobrać falownik do silnika elektrycznego?

Pierwszym podstawowym pytaniem jakie trzeba sobie zadać podczas doboru przemiennika częstotliwości, jest charakter aplikacji, w której będzie on pracował. Czy jest to praca lekka, w której nie jest wymagana zbyt dokładna kontrola prędkości, czy może sterowanie osią, w której wykorzystywany będzie enkoder. W obu przypadkach możemy zastosować falownik wektorowy, z tym że jest on droższy od skalarnego. Drugą ważną, a może najważniejszą kwestią są parametry silnika z tabliczki znamionowej, napięcie pracy silnika, prąd znamionowy oraz moc. Posiadając te parametry bez trudu dobierzecie falownik. Warto również przemyśleć aspekt zasilania przemiennika – jednofazowy, czy może trójfazowy. Jeśli potrzebujesz pomocy w doborze falownika, odezwij się do nas.

FAQ