Drukuj

W nowoczesnych układach napędowych są wykorzystywane przekształtniki energoelektroniczne, czyli falowniki przemysłowe stosowane w elektronicznych
przetwornicach częstotliwości. Urządzenie składające się z bloków funkcjonalnych – prostownika, obwodu pośredniczącego z kondensatorem (w falownikach napięcia)
lub dławika (w falownikach prądu) i falownika nazywane jest elektroniczną przetwornicą częstotliwości. Służą one głównie do zmieniania prędkości obrotowej
klatkowych silników indukcyjnych i są jej najwydatniejszym sposobem regulacji. Znajdują również zastosowanie w urządzeniach domowych, np. do regulacji prędkości
obrotowej wirników pralek. Coraz większe zaawansowanie technologiczne przemienników napięciowych powoduje rozszerzenie obszarów ich zastosowań i obniżenie
kosztów produkcji.

Inverter - ang. jest to urządzenie energoelektroniczne zamieniające energię elektryczną prądu stałego, którą jest zasilane z prostownika lub z akumulatorów,
na energię prądu przemiennego o regulowanej częstotliwości wyjściowej. W jednostkach, w których stosuje się modulację szerokości impulsu – PWM (ang.
Pulse Width Modulation) jednocześnie ze zmianą częstotliwości można regulować wartość skuteczną napięcia wyjściowego.
W minionych latach używane były falowniki tyrystorowe. Obecnie oferowane są falowniki sterowane złożonymi procesorami sygnałowymi, kontrolującymi
szereg parametrów zasilanego silnika. W większości przypadków konstrukcje falowników oparte są o tranzystory IGBT, rzadziej w przypadku niższego napięcia
zasilania, na tranzystorach polowych. Stosowanie techniki mikroprocesorowej do ich sterowania powoduje konieczność oddzielenia galwanicznego układu sterującego
od układu mocy. Takie rozwiązanie umożliwiło zastosowanie tranzystorów IGBT. Układy sterowania wysyłają i odbierają sygnały ze wszystkich podukładów
przemiennika i nadzorują ich pracę. Szybkość działania systemu sterowania mikroprocesorowego zapewnia falownikowi znaczną odporność na przeciążenia
i zwarcia. Wykorzystywanie mikroprocesorów umożliwia współpracę przemienników częstotliwości z innymi urządzeniami, w których skład wchodzą mikroprocesory,
np. z komputerami, urządzeniami elektromedycznymi, sterownikami lub z innymi przemiennikami.

W zależności od sposobu zasilania wyróżnia się falowniki:
• falowniki napięcia – zasilane ze źródła napięciowego – na wejściu falownika znajduje się kondensator lub bateria kondensatorów o dużej pojemności,
• falowniki prądu – zasilane ze źródła prądowego – na wejściu falownika znajduje się dławik.

Niezależnie od rodzaju wejścia falowniki zasilane są zawsze ze źródła prądu stałego.

W praktyce rozróżnia się trzy rodzaje falowników: falowniki zasilane z jednej fazy 230 V z wyjściem jednofazowym 230 V, falowniki zasilane z jednej fazy 230
V z wyjściem trójfazowym 3×230 V, umożliwiają one pracę silników indukcyjnych trójfazowych przy zachowaniu parametrów znamionowych na ogół o mocach do
3 kW i falowniki zasilane z trzech faz z wyjściem trójfazowym. Charakterystyki wyjścia falownika mogą być :
• liniowe U/f = const. – przeznaczone do zasilania taśmociągów, podnośników itp.
• kwadratowe U/f2 = const. – przeznaczone do zasilania wentylatorów, pomp odśrodkowych itp.

Falowniki zasilane są zazwyczaj z sieci prądu przemiennego przez niesterowane prostowniki diodowe, przez sterowane prostowniki tyrystorowe i niekiedy przez
prostowniki tranzystorowe.

Oferowane przetwornice częstotliwości umożliwiają płynną regulację częstotliwości napięcia wyjściowego, najczęściej w zakresie 0,01 Hz do 1000 Hz, za pomocą
potencjometru lub przycisków na czołowej ścianie urządzenia oraz zdalnego sterowania za pomocą sygnału napięciowego lub prądowego na listwie zaciskowej.
Dzięki takiemu rozwiązaniu mogą one być opcjonalnie wyposażane w zewnętrzny panel sterujący.

Charakterystyka sterowania napięciem/częstotliwością (U/f )może być stałomomentowa, redukowana lub sterowana wektorowo. W niektórych typach przetwornic
może być opcjonalnie oferowane sterowanie wektorowe ze sprzężeniem zwrotnym za pomocą enkodera umieszczonego na wale zasilanego silnika. Możliwa jest
również opcja regulowanej zmiany czasu zwalniania lub przyspieszania, zazwyczaj w zakresie 0,1 s do 3000 s, możliwe jest też nastawienie stałych czasów zwalniania
i przyspieszania. W zależności od modelu może to być charakterystyka liniowa lub po wybranej krzywej.

Komunikację z przemiennikiem umożliwia zainstalowany ekran alfanumeryczny oraz interfejsy szeregowe RS-485/RS-232/Can. Możliwe jest również programowanie
przemienników za pomocą komputera PC.

Silniki zasilane z falowników nabierają nowych cech użytkowych. Ich charakterystyki mechaniczne są kształtowane przez układ sterowania falownika w granicach
dopuszczalnych wartości – napięcia, prądu, mocy, momentu mechanicznego i maksymalnej prędkości obrotowej. Właściwości dynamiczne napędów zależą od
sposobu kształtowania zjawisk elektromagnetycznych w silniku, zwłaszcza od sterowania jego momentem elektromagnetycznym.

Falowniki z modulacją szerokości impulsu i ze sterowaniem wektorowym regulują strumień magnetyczny w silniku i jego moment mechaniczny na wale. Technika
DTC – bezpośredniego sterowania momentem w napędach falownikowych zwiększyła m.in. dynamikę napędu, dokładność regulacji momentu oraz prędkości
również w układach bez sprzężeń zwrotnych od wału silnika. Dzięki układowi DTC możliwe jest optymalne wykorzystanie możliwości silnika.






Websystem - automatyka | Dane techniczne urządzeń automatyki | tel. +48 0.601.747.565