FALOWNIKI

Falowniki

Falowniki, inaczej zwane inwerterami AC/DC, to urządzenia, które zmieniają prąd stały na przemienny o regulowanej częstotliwości wyjściowej. Dzięki tej właściwości inwertera możliwe jest między innymi sterowanie prędkością obrotową w silnikach elektrycznych. Choć falowniki są tylko częścią przemienników częstotliwości, to nierzadko te pojęcia są stosowane zamiennie.

Charakterystyka falowników

Głównym zadaniem przemienników częstotliwości jest regulacja prędkości obrotowej silników prądu zmiennego poprzez równoczesną zmianę wartości napięcia i częstotliwości. Natomiast inwertery odpowiadają za transformację prądu stałego na prąd zmienny o określonej częstotliwości.

Falowniki mają szerokie zastosowanie w przemyśle. Używa się ich w układach sterowania wentylatorów, pomp, automatyce dźwignic, ekstruderów oraz innych maszyn, w których technologia wymaga precyzyjnej regulacji prędkości obrotowej jednostek napędowych.

Ponadto falowniki znajdują zastosowanie w układach zasilania taśm produkcyjnych oraz różnego rodzaju transporterów. Często są również elementem napędu bram automatycznych.

Rodzaje falowników elektrycznych

Ze względu na źródło zasilania, falowniki można podzielić na:

• jednofazowe 200-240 V 50/60 Hz,
• trójfazowe 3 x 230V AC lub 3 x 400V AC.

Oba rodzaje przetworników, niezależnie od źródła zasilania, na wyjściu posiadają trzy fazy i są przeznaczone do współpracy z silnikami trójfazowymi.

Elmetor oferuje szeroką gamę jednofazowych falowników S2U o częstotliwości wyjściowej do 650 Hz. W zależności od wybranego modelu, mogą one zasilać silnik o mocy od 0,25 do 2,2 kW. Natomiast znamionowy prąd wyjściowy wynosi od 1,8 do 10,5A.

Elmetor oferuje szeroką gamę jednofazowych i trójfazowych falowników SIMPHOENIX o częstotliwości wyjściowej od 0 do 400 Hz. W zależności od wybranego modelu, mogą one zasilać silnik o mocy od 0,4 do 315 kW. Natomiast znamionowy prąd wyjściowy wynosi od 3,0 do 650 A.

Przetworniki posiadają zabezpieczenia: prądowe, nadnapięciowe, niedociążeniowe, niskonapięciowe, przeciw przegrzaniu, na wysoką temperaturę, na zwarcie, na brak fazy na wyjściu, błąd pamięci.

Są to konstrukcje zwarte o niewielkich wymiarach z możliwością montażu – panel, ściana, szyna DIN.

Biorąc pod uwagę metodę sterowania, można wyróżnić przemienniki częstotliwości skalarne i wektorowe. Skalarne falowniki do silników są przeznaczone do prostych układów o mało skomplikowanej budowie.

Precyzyjna regulacja momentu obrotowego ma w tym przypadku mniejsze znaczenie. W systemach sterowania skalarnego można zaobserwować względnie stały lub malejący wraz z prędkością moment obciążenia.

Z kolei sterowanie wektorowe jest bardziej zaawansowane i pozwala precyzyjniej kontrolować i utrzymywać stałą wartość momentu obrotowego silnika.

Podczas hamowania silniki pracują jak generatory, co powoduje podniesienie napięcia prądu stałego. Dlatego do inwerterów mogą być dołączone rezystory hamowania. Ich zadaniem jest zamiana nadwyżki energii na ciepło, minimalizując w ten sposób ryzyko uszkodzenia falowników.

Źródła zasilania przetwornic

Ze względu na źródło zasilania, inwertery dzielą się na:

• falowniki napięcia,
• falowniki prądu.

Falowniki napięcia to grupa inwerterów zasilanych ze źródła napięciowego. W tym przypadku napięcie wejściowe jest stałe, natomiast regulacja napięcia wyjściowego odbywa się poprzez sterowanie szerokością impulsów.

W rezultacie napięcie na wyjściu falownika ma kształt bardzo zbliżony do sinusoidy. Przełączanie, czyli taktowanie napięcia, odbywa się za pomocą przełącznika, składającego się z tranzystora lub tyrystora i diody.

Natomiast falowniki prądu, zasilane ze źródła prądowego, służą do przekształcania prądu stałego w prąd przemienny jedno– lub trójfazowy o regulowanej częstotliwości. Na wejściu inwertera znajduje się dławik, który zabezpiecza falownik przed skutkami przepięć.

Jedną z głównych zalet falowników prądu jest duży zakres sterowania częstotliwością. Ponadto w przypadku zastosowania tego rodzaju inwerterów w silnikach asynchronicznych istnieje możliwość zwrotu energii elektrycznej do sieci podczas hamowania.