Dzisiejszy przemysł nie mógłby istnieć bez zaawansowanej technologii sterującej, która pozwala na bardzo dokładną kontrolę każdego etapu produkcji, co prowadzi do optymalizacji procesu wytwórczego. Jednym z najważniejszych elementów sterowania, wykorzystywanym w nowoczesnych liniach produkcyjnych jest falownik.

Wyjaśnijmy sobie na początek, co to jest falownik. Mianowicie jest to urządzenie elektryczne zamieniające prąd stały (ang. direct current; DC) którym jest zasilane, na prąd przemienny (ang. alternating current; AC) o regulowanej częstotliwości wyjściowej.

Podobnym urządzeniem jest przemiennik częstotliwości, który jednak ma szersze zastosowanie w przemyśle, gdyż jest to urządzenie przetwarzające napięcie zmienne AC, na napięcie zmienne AC o innej częstotliwości.

Mimo tego, że przemiennik częstotliwości różni się od falownika, to jest jednak nazywany “falownikiem” i z taką nazwą można się spotkać w handlu oraz na forach branżowych. My na potrzeby tego artykułu będziemy nazywać przemiennik częstotliwości falownikiem.

Falownik należy do grupy elektronicznych przekształtników częstotliwości i przeznaczone jest do płynnej regulacji prędkości obrotowej asynchronicznych silników trójfazowych. Dzięki temu można bez problemu dostosować każdy silnik do potrzeb linii produkcyjnej, co umożliwia ustawienie najbardziej korzystnych parametrów.

Dawniej stosowane były falowniki tyrystorowe, były to proste urządzenia elektryczne. Dzisiaj falowniki to złożone urządzenia sterowane zaawansowanymi procesorami sygnałowymi, dzięki którym możemy kontrolować parametry zasilanego silnika.

Podział falowników:

• do silników trójfazowego:
  • 1-fazowe
  • 3-fazowe
• do silnika jednofazowego
• skalarne
• wektorowe

Falownik 1-fazowy

Falownik jednofazowy zasilany jest z jednej fazy 230V AC, na wyjściu ma 3 fazy o napięciu fazowym 230V AC.

Falownik 3-fazowy

Zasilany jest z trzech faz 3x400 VAC. Na wyjściu falownika jest napięcie międzyfazowe 400V lecz o regulowanej częstotliwości.

Falownik do silnika jednofazowego

Falowniki tego typu przeważnie zasilane są z jednej fazy oraz są często wykorzystywane do zasilania silników asynchronicznych jednofazowych, Wykorzystywane są głównie do regulacji prędkości obrotowej tych silników, a także ich momentu obrotowego. 

Falownik skalarny

Falowniki te są stosowane w prostych układach, gdzie nie jest wymagana dokładna regulacja prędkości obrotowej poprzez zmianę parametrów prądu oraz nie ma “ciężkiego rozruchu”, czyli do startu nie potrzebujemy dużego prądu rozruchowego.

Falowniki Wektorowe

Falowniki ze sterowaniem wektorowym dzielą się na sterowane bezczujnikowo i ze sprzężeniem zwrotnym.

W sterowaniu bezczujnikowym prędkość obrotowa obliczana jest na podstawie modelu matematycznego silnika elektrycznego, bez użycia dodatkowego sensora.W przypadku przemienników ze sprzężeniem zwrotnym, sterowanie odbywa się na podstawie pomiaru aktualnej wartości prędkości obrotowej mierzonej przez enkoder zamontowany na wale silnika.

Autor:

Marek Beer