Falowniki

Przemienniki częstotliwości

Falowniki nazywane również przemiennikami częstotliwości służą do płynnej regulacji częstotliwości, a co za tym idzie regulacji prędkości obrotowej silników. Współpracują z silnikami synchronicznymi oraz asynchronicznymi silnikami. Falownik oprócz regulacji posiada również zabudowaną ochronę silników przed przeciążeniem więc ogranicza stosowanie dodatkowych wyłączników silnikowych oraz układ płynnego rozruchu. Falowniki do silników znajdują zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu. Wykorzystywane są przy napędach linii produkcyjnych, przenośników, dźwigów czy wind. Falowniki cieszą się również powodzeniem w branży HVAC. Wraz z biegiem czasu i postępem technologicznym przemienniki częstotliwości są również coraz częściej spotykane w branży budynkowej.

Falowniki produkowane są w szerokim zakresie mocy, od kilku do kilkudziesięciu kW. Przetworniki częstotliwości możemy podzielić zarówno ze względu na sterowanie,  jak również ze względu na zasilanie. W pierwszym przypadku rozróżniamy podstawowe dwa rodzaje urządzeń ze względu na rodzaj sterowania silnika. Pierwsze to falowniki sterowane skalarnie, przeznaczone są raczej do prostych aplikacji napędowych oraz układów pompowo-wentylatorowych. Z kolei drugie to falowniki sterowane w sposób wektorowy, które ze względu na rodzaj sterowania silnika zastosowanie znalazły w bardziej złożonych aplikacjach napędowych, gdzie wymagana jest duża precyzja i dokładność prędkości oraz momentu obrotowego. Dodatkowo falowniki wektorowe możemy podzielić na sterowane bez czujnikowe i ze sprzężeniem zwrotnym. Należy jednak podkreślić, iż falowniki wektorowe mogą pracować w trybie skalarnym. W wielu przypadkach tryb skalarny jest ustawiony jako domyślny w falownikach wektorowych. W drugim przypadku rozróżniamy falowniki zasilane z jednej fazy oraz inwertery 3 fazowe. Urządzenia 1-fazowe zasilane są napięciem 230V AC, natomiast urządzenie z drugiej grupy zasilane jest z trzech faz, 3x400VAC. Dostępne na rynku przetwornice częstotliwości jednofazowe i trójfazowe dostępne są z wyjściem na 3 fazy.

Podział falowników

Falowniki wektorowe - czym są?

Falownik o sterowaniu wektorowym pozwala na dokładniejszą kontrolę pracy silnika niż falownik ze sterowaniem skalarny. Urządzenie te dają możliwość utrzymania stałego momentu obrotowego w całym cyklu pracy. Znalazły one zastosowanie szczególnie w tym aplikacjach, w których wymagane są niskie prędkości obrotowe. Dają one możliwość regulacji prędkości obrotowej do setnych części procenta. Należy wspomnieć, iż wszystkie przemienniki ze sterowaniem wektorowym mogą również pracować w trybie skalarnym. Dzięki temu sprawdzają się w wielu aplikacjach napędowych.

Falowniki skalarne - czym są?

Falowniki skalarne (U/f) chętnie wykorzystywane są raczej w prostych, nieskomplikowanych aplikacjach automatyki przemysłowej. Stosuje się je tam, gdzie nie zachodzi potrzeba dokonywania skrupulatnej prędkości obrotowej. Ponadto spotykane są w miejscach gdzie moment obciążenia maleje jednocześnie z prędkością. Dlatego właśnie przemienniki ze sterowaniem skalarnym z powodzeniem sprawdzą się w urządzeniach takich jak: wentylatory, pompy, sprężarki, dmuchawy czy taśmociągi. Falowniki o sterowaniu skalarnym śmiało można stosować w wielosilnikowych aplikacjach, tzn. w takich w których podłączono kilka silników do jednego przemiennika skalarnego.

Jak funkcjonuje falownik?

Falownik zwany inaczej przemiennikiem częstotliwości. Zanim jednak poznamy zasadę działania falownika przeanalizujmy na jakiej zasadzie działa silnik elektryczny. Wiedza ta znacznie usprawni nam pojęcie wiedzy na temat działania owego przemiennika częstotliwości. Więc wracając do sedna tematu inwerter został wyprodukowany po to, aby działać na zasadzie zmiany częstotliwości. Teorię zawsze najlepiej wytłumaczyć jest na przykładzie, a w tym przypadku najprostszym przykładem będzie przybliżenie pracy silnika elektrycznego zastosowanego w pralce, który zaprogramowany jest, aby obracać bębnem.

Silnik ma zaprogramowana dana liczbę obrotów na minutę, natomiast kiedy zachodzi konieczność regulacji obrotowej musimy zmienić częstotliwość prądu i w tym przypadku przychodzi czas na zastosowanie urządzenia jakim jest przetwornik częstotliwości. Jak sama nazwa wskazuje zmniejsza on częstotliwość, a tym samym zostaje zmniejszona prędkość obrotów silnika elektrycznego, a tym samym zwiększa się prędkość obrotów silnika. Pozwala on na płynną regulacje momentu obrotowego silnika.

Falowniki - jak możemy podzielić je ze względu na zasilanie?

Falowniki ze względu na zasilanie możemy podzielić na trzy grupy. Falowniki jednofazowe oraz falowniki trójfazowe z wyjściem trójfazowym. Wykorzystywane są one do pracy z silnikami trójfazowymi. Przemienniki częstotliwości o zasilaniu jednofazowym dostępne są o małych mocach najczęściej do mocy 3kW. Trójfazowe falowniki dostępne są od mocy 0,18 kW do nawet kilkuset kilowatów. Oddzielną grupę tworzą falowniki do silników jednofazowych. Przemienniki te posiadają wyjście jednofazowe. Możliwości komunikacyjne przemienników częstotliwości uzależnione są od modelu oraz marki danego urządzenia. 

Osprzęt do falowników

Spośród szerokiej gamy falowników jakie dostępne są na rynku, wyróżnia się przemienniki wyposażone w różne porty komunikacyjne. Dodatkowo możliwości falowników można rozbudować dzięki opcjonalnym kartom rozszerzeń. W zależności od modelu dostępne są karty wejść/wyjść oraz karty komunikacyjne.

Producenci przemienników częstotliwości zadbali również o szereg akcesoriów. Oferowane są dedykowane przewody komunikacyjne jak również akcesoria montażowe. Niektórzy producenci oferują również zewnętrzne programatory do falowników. Programatory te można montować np. na drzwiach szafy sterowniczej ułatwiając w ten sposób konfigurację aplikacji. W niektórych aplikacjach wymagane jest wykorzystanie rezystorów hamowania. W tym przypadku należy się upewnić czy dany falownik posiada wbudowany moduł hamujący. W przypadku kiedy falownik nie posiada wbudowanego chopera hamowania niezbędne jest jego zamontowanie. Ponadto w falownikach często stosuje się filtry przeciwzakłóceniowe EMC.

Jak dobrać falownik do silnika?

Wybierając falownika, należy zwrócić uwagę na kilka ważnych aspektów:

• moc silnika,
• parametry silnika (prąd, obroty)
• rodzaj sterowania,
• typ podłączenia,
• miejsce instalacji, warunki środowiskowe,
• typ pracy, obciążenia,
• przeznaczenie napędu.

Kierując się wyżej wymienionymi aspektami, zapewnimy skuteczność działania całego urządzenia. Odpowiedni dobór przetwornika zapewnia prawidłowy przebieg procesu technologicznego, zmniejszając jednocześnie jego awaryjność. 

Ceny falowników

Ceny falowników różnią się diametralnie, a co ma wpływ na cenę? Na pewno moc falownika, wszystko zależy od tego jaki falownik potrzebujemy do danej aplikacji. Każda funkcja posiadana przez falownik, będzie miała wpływ na jego cenę. Na pewno moc falownika, jest tu najważniejszym kryterium pod względem jego ceny. Ponadto ważnym aspektem jest rodzaj sterowania falownika, a także jego przeznaczenie. Również na cenę falowników ogromny wpływ ma każda dodatkowo posiadana funkcja, np, zabudowany PLC, wbudowany filtr przeciwzakłóceniowy czy moduł hamowania. Kolejną istotną kwestią jest stopień ochrony IP, a zatem określenie w jakich warunkach urządzenie może pracować. Oczywiście im wyższy stopień ochrony tym cena również wyższa. Temperatura pracy przemiennika częstotliwości również wpływa na jego cenę rynkową. Urządzenia, które mogą pracować w temperaturach ujemnych, czy też powyżej 50 stopni Celsjusza zwykle są nieco droższe od tych pracujących w standardowych warunkach czyli w od 0 do 50 stopni Celsjusza.  Dużym wpływem na cenę jest również to od jakiego producenta pochodzi dany falownik. W wielu przypadkach wysoka cena inwertera spowodowana jest jego marką, oraz renomą jaką posiada dany producent. Innym istotnym aspektem wpływającym na wartość invertera jest rodzaj aplikacji, a raczej czy potrzebny jest zakup dodatkowego osprzętu. Karty wejść wyjść, komunikacyjne, rezystory, filtry, przewody czy też programatory potrafią w znacznym stopniu wpłynąć na wysokość ceny urządzenia. Wiele osób wybierając przetwornik częstotliwości kieruje się ceną. Należy jednak pamiętać, iż jest to inwestycja długoterminowa i niejednokrotnie kupując droższe urządzenie możemy w późniejszym czasie zaoszczędzić na wydatkach związanych z naprawą maszyny. W tym przypadku nie zawsze tanie falowniki są najlepszym i najtańszym rozwiązaniem.

Zastosowanie falowników

Przemienniki częstotliwości znajdują szerokie zastosowanie niemalże w każdej gałęzi przemysłu. Inwertery spotykane są także w budownictwie, a nic nie stoi na przeszkodzie, aby stosować je w życiu codziennym. Przemienniki częstotliwości obecnie stanowią najwydajniejszy sposób regulacji prędkości obrotowej.

Przetworniki częstotliwości najczęściej stosowane są przemyśle produkcyjnym. Z wielkim powodzeniem cieszą się zastosowaniem przy wszelkiego rodzaju sprężarkach, pompach, a także stosuje się je w przenośnikach. Ponadto skutecznie stosowane są przy taśmach produkcyjnych, gdzie mają za zadanie zmianę prędkości ruchu. Wraz z biegiem czasu i postępem techniki stały się również popularne w zastosowaniach AGD, przykładami będą tutaj:

• pralki
• wentylatory.

Natomiast w przypadku branży budowlanej owocnie prezentują się w bramach automatycznych, celem zastosowania falowników jest płynność otwierania/zamykania.

Falowniki stały się również popularne w transporcie, turbinach wiatrowych, kopalniach czy też ogniwach słonecznych. W tym przypadku przyczyniają się do odnawialnych źródeł energii elektrycznej.

Ze względu na szerokie zastosowanie falowników wielu producentów wprowadziło serie falowników przystosowanych do danych aplikacji. Niemal każdy z wiodących producentów techniki napędowej posiada w swojej ofercie urządzenia do: 

• aplikacji HVAC,
• do aplikacji dźwigowych,
• uniwersalne,
• pompy głębinowe.

Falowniki – oferta sklepu Automatyka-sklep.eu

Automatyka-sklep.eu oferuje szeroki wachlarz falowników. W ofercie sklepu znajdują się zarówno inwertery do silników jednofazowych jak i trójfazowych. Dostępne są urządzenia o zasilaniu jednofazowym 230 V AC oraz trójfazowym 3 x 400 V AC. Pośród oferowanych przemienników 3-fazowych znajdują się także urządzenia o zasilaniu 3 x 230 VAC. Automatyka-Sklep oferuje falowniki renomowanych producentów. Znajdziesz tutaj urządzenia taki producentów jak: Siemens, Delta Electronics, Selec, Eura Drives, Schneider Electric, Inverter, LS i wiele innych. Poszczególni producenci oferują różne serie inverterów. Falowniki poszczególnych grup różnią się między sobą rodzajem sterowania, posiadanymi funkcjami, przeznaczeniem, rodzajem sterowania, znamionowym prądem wyjściowym czy częstotliwością. Ponadto oferowane są urządzenia dedykowane do różnych zastosowań. Dodatkowo producenci oferuję falowniki serii ekonomicznej, są to urządzenia ogólnego zastosowania w przystępnych cenach. Dzięki czemu każdy znajdzie tutaj odpowiednie urządzenie do swojej aplikacji. Dodatkowo oprócz samych falowników dostępne są również akcesoria. Automatyka-Sklep posiada w swoim asortymencie między innymi: moduły hamowania, rezystory hamowania, karty komunikacyjne, filtry przeciwzakłóceniowe, przewody komunikacyjne, konwertery czy programatory. Dodatkowo klienci znajdą również w sklepie zabezpieczenia czy inny osprzęt niezbędny w danej instalacji.