Falownik jest urządzeniem elektrycznym przetwarzającym prąd stały DC na prąd przemienny AC o regulowanej częstotliwości i wartości. Wykorzystuje się go do sterowania prędkością pracy silnika trójfazowego. Umożliwia płynną regulację prędkości obrotowej jednostki napędowej, co pozwala na jej łagodny rozruch i zatrzymanie. Tym samym przez ograniczenie prądu rozruchowego oraz zmniejszenie obciążeń towarzyszących uruchamianiu wydłuża się jego żywotność. Jak przebiega proces sterowania silnikiem?
Rodzaje falowników
Aktualnie stosowane falowniki posiadają tranzystory IGBT lub tranzystory polowe, a ich pracą sterują mikroprocesory wysyłające sygnały. Ze względu na źródło zasilania dzieli się je na falowniki napięcia, z kondensatorem na wejściu, oraz falowniki prądu, mające na wejściu dławik. Poza tym biorąc pod uwagę zasilanie, wyróżnia się falowniki jednofazowe (zasilane przez jedną fazę z trójfazowym wyjściem) i trójfazowe (zasilane przez trzy fazy z trójfazowym wyjściem). Natomiast z uwagi na metodę sterowania silnikiem mówi się o falownikach skalarnych oraz wektorowych. I to właśnie im przyjrzymy się bliżej w kontekście „nadzorowania” pracy jednostki napędowej.
Sterowanie pracą silnika – trochę teorii
Każdy falownik zapewnia możliwość dopasowania prędkości obrotowej silnika do aktualnych potrzeb bez wpływu na jego moment obrotowy. Dzieje się tak, ponieważ potrafi on zmieniać częstotliwość napięcia f proporcjonalnie do wartości napięcia U. Co ważne, modyfikacji wielkości napięcia czy jego częstotliwości można dokonać za pomocą analogowego lub cyfrowego sygnału, więc nie trzeba tego za każdym razem robić ręcznie.
Sterowanie skalarne
Falowniki sterujące pracą silnika w sposób skalarny zmieniają częstotliwość napięcia zasilania, konkretnie zasilanie uzwojeń napędu (równolegle przekształcana jest też wartość napięcia przekazywanego na zaciski), co wywołuje zmianę prędkości obrotowej. Metoda umożliwia równoczesne normowanie pracy kilku silników. Sprawdza się przy obsłudze pomp, dmuchaw, sprężarek, wentylatorów czy taśmociągów.
Sterowanie wektorowe
Falowniki stworzone do działania w algorytmie wektorowym gwarantują całkowitą kontrolę nad momentem obrotowym i dokładną regulację prędkości napędu. Sterowanie momentem oraz strumieniem uzwojenia jednostki napędowej odbywa się oddzielnie, ale przy zachowaniu tej samej wartości momentu obrotowego. Ze względu na to wykorzystuje się je do zarządzania pracą tylko jednego silnika.
