Przetwornice częstotliwości, nazywane też potocznie falownikami, są powszechnie wykorzystywane w przemyśle. Służą głównie do regulacji prędkości obrotowej silników elektrycznych. Na czym dokładnie polega działanie tego urządzenia?
Jak zbudowana jest przetwornica częstotliwości?
Podstawowe podzespoły przetwornicy to prostownik, filtr oraz falownik. Napięcie zasilania podłączane jest na wejściu do prostownika, w stopniu pośrednim dochodzi do zamiany na prąd stały, następnie w stopniu końcowym falownik wytwarza napięcie do zasilania silnika. Tak wygenerowane na wyjściu przetwornicy napięcie wykorzystywane jest do sterowania prędkością obrotową silników.
Popularność przetwornic wynika z tego, że to bardzo praktyczne urządzenia, dzięki którym da się płynnie regulować prędkość obrotową i zmieniać kierunek obrotów silnika, a prędkość przetwornicy można łatwo dopasować do wymagań konkretnego procesu. Takie rozwiązanie przyczyna się do obniżenia zapotrzebowania na energię i zwiększenia wydajności układu, silniki mogą mieć mniejsze rozmiary, a urządzenia sterowane przetwornicami mogą pracować ciszej.
Sterowanie wektorowe i skalarne
Sterowanie skalarne jest prostszym układem, opiera się na stałym stosunku napięcia do częstotliwości, co umożliwia osiągnięcie maksymalnego momentu. Jednak przy niskich częstotliwościach moment również jest niski, dlatego to rozwiązanie sprawdzi się tylko tam, gdzie nie jest wymagana bardzo precyzyjna regulacja prędkości obrotowej lub moment obciążenia maleje wraz ze spadkiem prędkości. Sterowanie skalarne wykorzystuje się między innymi w pompach, wentylatorach, taśmociągach, sprężarkach, dmuchawach. Takie przetwornice są tańsze i łatwiejsze do skonfigurowania, można też do jednego urządzenia podłączyć kilka silników.
Dostępne na pgsystems.pl przetwornice serii FR-D, FR-E, FR-A itp. oraz producenta Mitsubishi Electric ze sterowaniem wektorowym to bardziej skomplikowane konstrukcje. Potrzebne jest tutaj wprowadzenie większej liczby danych: prąd, ilość obrotów, napięcie, współczynnik mocy, ilość biegunów. Im więcej podanych parametrów, tym większą można uzyskać kontrolę nad silnikiem. Przetwornice wektorowe idealnie sprawdzają się tam, gdzie wskazana jest wysoka dokładność regulacji prędkości obrotowej silnika, i w odróżnieniu od przetwornicy skalarnej, tutaj możliwe jest uzyskanie dużego momentu przy niskich częstotliwościach.
