Budowa i rodzaje falowników
Każdy przemiennik częstotliwości zbudowany jest z:
- prostownika (niesterowanego lub sterowanego), który podłącza się do jednej z trzech faz zasilających;
- układu pośredniego, który w zależności od rodzaju: zmienia napięcie na prąd stały, stabilizuje pulsujące napięcie stałe lub modyfikuje napięcie stałe na takie, którego wartość można regulować;
- falownika (prądowego lub napięciowego), który wytwarza odpowiednią częstotliwość napięcia zasilania;
- układu sterowania i zabezpieczeń, które kontrolują pracę urządzenia.
Poza tym falowniki dzieli się na bezpośrednie, czyli bez obwodu pośredniego oraz pośrednie, których obwód ma stałe lub zmienne napięcie. Ponadto obowiązuje podział ze względu na rodzaj metody kształtowania napięcia wyjściowego. Biorąc pod uwagę ten aspekt, wyróżnia się:
- przemienniki prądowe z falownikiem zasilanym ze źródła prądowego (modulacja CSI),
- przemienniki napięciowe z falownikiem zasilanym ze źródła napięcia (modulacja PAM),
- przemienniki napięciowe z falownikiem zasilanym ze źródła napięciowego (modulacja PWM/VVC),
Zasada działania falownika
Jak już wcześniej wspomnieliśmy, falowniki służą do zmiany częstotliwości napięcia zasilania. Cały proces przebiega w następujący sposób. Do prostownika dociera napięcie przemienne, z trzech faz lub z jednej fazy, o częstotliwości 50 Hz. Prostownik przekształca go na pulsacyjne napięcie stałe, które układ pośredni zamienia na prąd stały. Następnie falownik modyfikuje napięcie i nadaje mu częstotliwość ustaloną przez operatora urządzenia. To z kolei powoduje zwiększenie lub zmniejszenie prędkości obrotowej silnika, do którego jest podłączony, przy zachowaniu stałego momentu obrotowego.
Zastosowanie przemienników częstotliwości
Przemienniki częstotliwości stosuje się przede wszystkim w celu regulowania prędkości obrotowej silników prądu przemiennego. Używa się ich głównie do sterowania pracą prostych maszyn przemysłowych (np. taśmociągów, pralek, pieców, bojlerów, wyciągów do dymu), maszyn komercyjnych (np. elektryczne bieżnie, miksery, młyny), pomp, wentylatorów. Zapewniają optymalną i płynną pracę urządzenia, redukują koszty jego eksploatacji oraz obniżają pobór mocy, co sprzyja oszczędności energii.
