4 rodzaje falowników - jakie są rodzaje falowników

Precyzyjne dostosowanie parametrów pracy maszyny stanie się możliwe dzięki odpowiednio dobranym falownikom. Występują one na rynku w kilku wersjach, które warto dopasować do konkretnych zastosowań i parametrów silników.

Co to jest falownik?

Zanim jednak przejdziemy do przedstawiania dostępnych typów tych urządzeń, warto pokrótce je scharakteryzować. Falowniki (w automatyce zwane również jako przemienniki) to elementy odpowiadające za sterowanie prędkością wirowania silników prądu przemiennego. Należy dobierać je do parametrów pracy obsługiwanego silnika.

Zasada działania falownika wydaje się prosta. Urządzenie zmienia napięcie przemienne na stałe, a następnie ponownie na zmienne, tyle że o innej częstotliwości. Pozwala to na skuteczną regulację prędkości silnika, nawet do wielokrotności prędkości znamionowej.

Typy falowników – który wybrać?

Jak można się domyślić, różne rodzaje silników sprawiają, że przed ostatecznym wyborem trzeba sprawdzić, do jakiej jednostki falownik został przystosowany. Zakup „na ślepo” może okazać się groźny nie tylko ze względu na nieprawidłową pracę silnika, ale także na ewentualność jego uszkodzenia. Poniżej przedstawiamy cztery najważniejsze rodzaje falowników, z których należy wybrać ten najlepszy.

• Falowniki do silników jednofazowych – urządzenia tego typu posłużą do obsługi silników wyposażonych w jedno uzwojenie główne i pomocnicze oraz kondensator odpowiedzialny za przesuwanie faz (są to tak zwane silniki asynchroniczne). Z tego też względu falownik tego typu sprawdzi się w urządzeniach o stosunkowo niewielkiej mocy (maksymalnie około 1 kW) – będą to na przykład wentylatory.

Warto podkreślić, że falownik do silników jednofazowych to nie to samo, co falownik zasilany jednofazowo. W pierwszym przypadku mamy bowiem do czynienia z urządzeniami z jedną fazą na wyjściu, natomiast falownik jednofazowy ma na wyjściu trzy fazy.

• Falowniki do silników trójfazowych – stosowane bardzo często w automatyce, głównie ze względu na poziom ich rozbudowania. Falownik tego typu bardzo często jest wyposażony w regulator PID oraz system sterowania wektorowego. Do tego dojść może jeszcze obsługa protokołu Modbus RTU, filtry EMC, automatyczna regulacja napięcia AVR i wiele więcej.

Falowniki do silników trójfazowych dzielą się na dwie kategorie. W pierwszej znajdziemy falowniki jednofazowe, czyli zasilane z jednej fazy 230 VAC (na wyjściu korzysta z 3 faz o napięciu 230V), a w drugiej falowniki trójfazowe, zasilane z trzech faz 400 VAC. Drugi typ stosowany jest do współpracy z bardzo mocnymi silnikami, nawet do 500 kW.

• Falowniki wektorowe – cenione ze względu na zdolność utrzymania stałej wartości momentu obrotowego silnika. Co ważne – w pełnym zakresie regulacji. Falownik wektorowy oddzielnie steruje strumieniem i momentem uzwojenia. Takie urządzenia mogą pracować również w trybie skalarnym. W przypadku trybu wektorowego, konieczna jest autokonfiguracja i wprowadzenie parametrów silnika.

W zależności od modelu, falowniki wektorowe są sterowane bezczujnikowo (obliczanie prędkości obrotowej następuje na podstawie modelu matematycznego silnika) lub ze sprężeniem zwrotnym (pomiar aktualnej prędkości, którą analizuje enkoder).

• Falowniki skalarne – w przeciwieństwie do modeli wektorowych, nie zapewniają tak dokładnej regulacji prędkości obrotowej, dlatego stosuje się je zazwyczaj w silnikach o niewielkiej mocy. Do zalet sprzętów trzeba dodać utrzymywanie stałego stosunku między napięciem skutecznym a częstotliwością silnika. Do jednego falownika skalarnego można podłączyć kilka silników.

Jaki falownik wybrać?

To oczywiście zależy od rodzaju obsługiwanych silników. Należy sprawdzić ich specyfikację – szczególnie ważne będą takie parametry jak obciążenie, moc, napięcie zasilające, prędkość obrotowa oraz rodzaj połączenia. Nie można zapomnieć też o sposobie komunikacji i dostępnych wejściach oraz wyjściach. Analiza tego typu danych jest kluczowa dla skutecznego dopasowania falownika do silnika.