Falownik

Nazwa falownik często używana jest zamiennie dla określenia urządzenia jakim jest przemiennik częstotliwości.

Falownik, co to jest?

Przemiennik częstotliwości służy do regulacji prędkości obrotowej silnika elektrycznego poprzez odpowiednią regulację napięcia oraz częstotliwości. Bardziej rozbudowane przemienniki częstotliwości służą również do sterowania momentu obrotowego na wale silnika lub pracy synchronicznej napędów - taką możliwość mają np. falowniki serii MD500 lub EVO8000. Obecnie cena przemienników częstotliwości stała się na tyle przystępna, że urządzenia te stosowane są nie tylko w przemyśle, ale coraz chętniej w domu (np. w instalacjach hydroforowych). Zaletą przemienników częstotliwości jest również to, że współpracują z dość prostymi w budowie silnikami indukcyjnymi (klatkowymi), których cena nie jest wygórowana.

Falowniki dostępne w ofercie Eldar doskonale współpracują z silnikami rodzimych producentów: Besel, Tamel, Celma Indukta, jak również światowych marek: Siemens, ABB, Nord oraz innymi (w tym także chińskimi markami).

Jak dobrać falownik do silnika?

Gdy dobieramy falownik, podstawowy parametr elektryczny brany pod uwagę to prąd znamionowy silnika. Falownik musi mieć prąd znamionowy co najmniej na poziomie prądu znamionowego widniejącego na tabliczce znamionowej silnika. Jeżeli chcemy podłączyć więcej silników do jednego przemiennika, silniki muszą mieć identyczne parametry oraz suma ich prądów nie może przekraczać prądu znamionowego falownika (należy dodatkowo dodać 10% wartości sumy prądów silników). Każdy z silników podłączonych równolegle do przemiennika częstotliwości musi być dodatkowo zabezpieczony termicznie.

Maksymalna częstotliwość silnika. Dostępne na rynku falowniki pracują najczęściej z maksymalną częstotliwością wyjściową kilkuset Hz. W przypadku falowników INOVANCE MD200, MD310 czy MD500 jest to nawet 500Hz. Przemienniki o wyższej częstotliwości wyjściowej są dostępne na zamówienie (np. w falownikach MD290 osiągalne jest nawet 4500Hz). Przy takich częstotliwościach silniki wysokoobrotowe osiągają prędkość obrotową rzędu 120000 obr/min.

Falownik może być zasilany z jednej lub z trzech faz. Przy zastosowaniu falownika jednofazowego należy sprawdzić, czy silnik ma możliwość przepięcia zacisków w trójkąt oraz czy podana jest odpowiednia wartość napięcia.

Sterowanie pracą napędu może odbywać się za pomocą klawiatury nabudowanej na falownik lub wejść cyfrowych i analogowych (np. poprzez zewnętrzny potencjometr). Falownik można również sterować za pomocą protokołu MODBUS RTU np. poprzez sterownik PLC lub panel HMI.

Algorytm sterowania silnikiem. Falowniki serii MD200, MD310, a także EVO6000 i EVO6800 mogą pracować w trybie skalarnym oraz wektorowym w otwartej pętli sprzężenia zwrotnego. Inaczej jest w przypadku falowników MD500 i EVO8000, w których dzięki zastosowaniu karty enkoderowej, istnieje możliwość pracy z algorytmem sterowania wektorowego w zamkniętej pętli sprzężenia zwrotnego, regulacji momentu na wale silnika oraz pracy w trybie master-slave.

Falownik dobierany jest także w zależności od rodzaju obciążenia silnika. W przypadku pomp czy wentylatorów mamy do czynienia z pracą, dla której wystarczy przeciążalność falownika 120% przez 1 minutę. Dla napędów tokarek, taśmociągów, mieszalników gęstych substancji i innych tego typu aplikacji, falownik pracuje w trudniejszych warunkach rozruchowych, gdzie wskazana jest przeciążalność 150% wartości prądu znamionowego silnika lub więcej.

Istotnym czynnikiem doboru falownika jest także jego cena. Przeszacowanie mocy falownika sprawia, że cena aplikacji niepotrzebnie wzrasta.

Zasilanie falownika

Podział falowników ze względu na napięcia zasilania.

Falowniki jednofazowe

Przemienniki częstotliwości zasilane z jednej fazy są wykorzystywane tam, gdzie nie ma dostępu do sieci trójfazowej lub wymaga tego sama aplikacja (np. w wypadku elektrowrzecion zasilanych przez napięcie 3x230V). Za wyborem falownika jednofazowego przemawiają często także względy ekonomiczne, gdyż cena falowników jednofazowych jest niższa. Falownik jednofazowy może pracować z silnikami trójfazowymi, których tabliczka znamionowa wskazuje napięcie zasilania 230V i możliwość połączenia uzwojeń silnika w trójkąt. Falownik nie jest on przystosowany do pracy z silnikiem jednofazowym oraz z silnikiem prądu stałego.

Falownik jednofazowy INOVANCE serii MD200 występuje w zakresie mocy do 2,2kW. Przyjmuje się, że powyżej tej wartości falownik stanowiłby zbyt duże obciążenie tylko jednej fazy.

Falowniki trójfazowe

Falowniki zasilane trójfazowo stosuje się w instalacjach, gdzie istnieje możliwość podpięcia zasilania trójfazowego oraz tam gdzie moc silnika wynosi powyżej 2,2kW. W 3-fazowym falowniku z zasilaniem 3x400Vac na każdej fazie mamy mniejszy prąd niż w 1-fazowym falowniku tej samej mocy. Uzasadnieniem do ich stosowania jest więc symetryczne obciążenie instalacji oraz ograniczenie prądu fazowego. Falowniki trójfazowe nie współpracują z silnikami prądu stałego.

Falownik trójfazowy INOVANCE serii MD500 występuje w zakresie mocy do 160kW.