Falownik

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
Przykład falownika zasilanego z akumulatora 12 V wytwarzający napięcie przemienne 115 V
Falownik podłączony do panela ogniw słonecznych

Falownik (ang. power inverter, przetwornik mocy) – urządzenie elektryczne zamieniające prąd stały, którym jest zasilane, na prąd zmienny o regulowanej częstotliwości wyjściowej. Jeśli w falowniku zastosuje się modulację szerokości impulsów (PWM), to równocześnie ze zmianą częstotliwości można regulować wartość skuteczną napięcia wyjściowego.

Charakterystyka[edytuj | edytuj kod]

Dawniej stosowane były falowniki tyrystorowe. Obecne w sprzedaży współczesne falowniki to złożone urządzenia sterowane zaawansowanymi procesorami sygnałowymi, kontrolujące szereg parametrów zasilanego silnika. Budowane są przy wykorzystaniu tranzystorów IGBT lub rzadziej, w przypadku niższego napięcia zasilania tranzystorów polowych.

W zależności od rodzaju źródła zasilania falownika wyróżnia się:

  • falowniki napięcia – zasilane ze źródła napięciowego – na wejściu falownika jest kondensator, ew. bateria kondensatorów o dużej pojemności,
  • falowniki prądu – zasilane ze źródła prądowego – na wejściu falownika prądu jest dławik.

Podział ze względu na zasilanie przemienników częstotliwości („falowników”): to są przetwornice częstotliwości tj. AC/AC błędnie w handlu nazywane falownikami. Falownik zasilany jest tylko z obwodu prądu stałego.

  • falowniki zasilane 1-fazowo (230 V ) z wyjściem 3-fazowym (√3 x 230 V) – umożliwiają pracę silników indukcyjnych trójfazowych (zwykle do 3 kW) ze znamionowymi parametrami, tam gdzie nie ma zasilania trójfazowego (wymagają jednak zmiany układu połączeń z typowej dla silników małej mocy „gwiazdy” na „trójkąt”).
  • falowniki zasilane 3-fazowo z wyjściem 3-fazowym (3 x 400 V)

Podział falowników według metod sterowania[edytuj | edytuj kod]

Falowniki skalarne znajdują zastosowanie w systemach napędowych zmiennomomentowych i jest bardzo ekonomiczna, polega na dostarczeniu do silnika minimalnie wymaganej energii nie powodując przy tym obniżenia się częstotliwości wyjściowej poniżej wartości zadanej.

Falowniki wektorowe stosuje się w systemach napędowych stałomomentowych, charaktryzują się optymalną regulacją momentu obrotowego stosowanie do wymagań stawianych przez maszynę i jej zastosowanie. Jakość dynamiki takiego napędu jest szczególnie widoczna w przypadku niskich prędkości obrotowych.

Falowniki ze sterowaniem DTC posiadają najbardziej zaawansowaną metodę sterowania silnikiem prądu przemiennego, która pozwala na dokładną kontrolę zarówno prędkości obrotowej silnika i momentu obrotowego bez sprzężenia zwrotnego-enkodera na wale silnika.

Falowniki zasilane są często z sieci prądu przemiennego przez niesterowany prostownik diodowy lub sterowany prostownik tyrystorowy, ew. prostownik tranzystorowy. Taki układ, czyli prostownik + falownik + obwód pośredniczący z kondensatorem (dla falownika napięcia) lub dławikiem (dla falownika prądu), nazywany jest elektroniczną przetwornicą częstotliwości.

Zastosowanie[edytuj | edytuj kod]

Falowniki przemysłowe (nazywane przemiennikami częstotliwości lub inwerterami) stosowane w elektronicznych przetwornicach częstotliwości, służą głównie do regulacji prędkości obrotowej klatkowych silników indukcyjnych. Mają obecnie dość szerokie zastosowanie w przemyśle, stanowią najwydajniejszy sposób regulacji prędkości. W urządzeniach domowych stosowane są również do regulacji prędkości obrotowej np. pralek. Zgodnie ze wzorem na prędkość obrotową silnika zmiana częstotliwości zmienia prędkość obrotową silnika elektrycznego.

Wadą falowników ograniczającą powszechne stosowanie jest dość wysoka cena, wynikająca ze skomplikowanej budowy. Jednak wraz z rozwojem elektroenergetyki i inżynierii materiałowej falowniki stają coraz bardziej konkurencyjne.

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Linki zewnętrzne[edytuj | edytuj kod]