Falowniki

Falowniki

Falowniki to elektroniczne przekształtniki częstotliwości przeznaczone do regulacji prędkości obrotowej silników. W zależności od konstrukcji mogą współpracować z silnikami trójfazowymi lub jednofazowymi i oferować różne sposoby sterowania napędem. Dostępne rozwiązania obejmują m.in. sterowanie wektorowe, charakterystyki V/F, funkcje PLC, regulator PID oraz komunikację RS-485 z protokołem Modbus RTU. Przy wyborze falownika należy uwzględnić rodzaj silnika, sposób zasilania oraz wymagania konkretnej aplikacji.

Do czego służy falownik?

Falownik pozwala regulować pracę silnika poprzez zmianę parametrów zasilania napędu. W katalogu producenta falowniki zostały określone jako elektroniczne przekształtniki częstotliwości, przeznaczone do płynnej regulacji prędkości obrotowej asynchronicznych silników trójfazowych. W ofercie znajdują się również rozwiązania przeznaczone do sterowania silnikami jednofazowymi.

Zastosowanie falownika pozwala więc dopasować sposób pracy napędu do wymagań urządzenia lub procesu. Znaczenie ma nie tylko sama regulacja prędkości, ale również możliwość zaprogramowania sposobu przyspieszania, hamowania czy reakcji sterownika na sygnały zewnętrzne.

Falowniki do silników trójfazowych

Wśród dostępnych urządzeń znajdują się falowniki przeznaczone do silników trójfazowych. Serie FA-1LS i FA-3HS oferują odpowiednio zasilanie jednofazowe lub trójfazowe oraz wyjście przeznaczone do zasilania silnika.

Bardziej zaawansowane rozwiązania FA-1LX i FA-3HX umożliwiają pracę w trybie sterowania prędkością lub kontroli momentu napędowego. Wykorzystują sterowanie wektorowe, zarówno bezczujnikowe, jak i z pętlą sprzężenia zwrotnego prędkości, a także programowane charakterystyki V/F.

Falowniki do silników jednofazowych

Seria FA-1F została przeznaczona do sterowania jednofazowymi silnikami prądu przemiennego z pomocniczym kondensatorem rozruchowym. Urządzenia umożliwiają zmianę kierunku wirowania oraz regulację prędkości obrotowej. Producent przewidział również możliwość programowania wejść i wyjść cyfrowych oraz analogowych.

Przy takim zastosowaniu szczególnie ważne jest sprawdzenie sposobu podłączenia silnika. Dokumentacja wskazuje, że przed połączeniem silnika jednofazowego konieczna jest zmiana jego połączeń wewnętrznych w celu wyeliminowania kondensatora rozruchowego.

Sterowanie V/F i wektorowe

Sposób sterowania jest jednym z istotnych kryteriów wyboru falownika. W zależności od serii urządzenia mogą wykorzystywać charakterystyki V/F albo sterowanie wektorowe.

Sterowanie wektorowe pozwala na bardziej zaawansowane dopasowanie pracy falownika do charakterystyki silnika. W przypadku serii FA-1LX/FA-3HX producent przewidział zarówno sterowanie bezczujnikowe, jak i rozwiązanie wykorzystujące sprzężenie zwrotne prędkości.

Nie każdy falownik oferuje identyczny zestaw funkcji, dlatego sposób sterowania należy dobierać do wymagań konkretnego napędu.

Falownik z funkcją PLC

Wybrane falowniki wyposażono w tryb PLC, który pozwala zaprogramować sekwencję operacji wykonywanych przez urządzenie. W zależności od serii liczba dostępnych kroków oraz możliwości programowania są różne.

Dla każdego kroku można określić m.in. prędkość silnika, czas przyspieszania lub hamowania oraz czas trwania operacji. Sekwencja może być wykonywana jednorazowo albo cyklicznie.

Takie rozwiązanie może ograniczyć potrzebę stosowania dodatkowego sterowania w prostszych aplikacjach, jeżeli funkcje dostępne w falowniku odpowiadają wymaganiom danego procesu.

Falowniki z regulatorem PID

W wybranych modelach dostępny jest również wbudowany regulator PID. Pozwala on dostosować pracę napędu do wymagań procesu technologicznego na podstawie wartości zadanej oraz sygnału sprzężenia zwrotnego. Źródłem tych wartości mogą być, zależnie od konkretnego rozwiązania, panel sterowania, wejścia analogowe, cyfrowe lub impulsowe.

Przed wyborem urządzenia warto więc sprawdzić, czy dana funkcja jest dostępna w wybranym modelu i czy odpowiada sposobowi sterowania planowanemu w instalacji.

Komunikacja falownika

Falownik może być również elementem większego systemu automatyki. Wybrane urządzenia posiadają wbudowany interfejs RS-485 z obsługą protokołu Modbus RTU, który umożliwia podłączenie do sieci przemysłowej oraz zdalne sterowanie, nadzór i konfigurację pracy falownika.

Funkcja ta może być istotna w instalacjach, w których napęd musi współpracować z innymi urządzeniami automatyki.

Jak dobrać falownik?

Dobór falownika należy rozpocząć od sprawdzenia parametrów silnika i warunków jego zasilania. Warto zwrócić uwagę przede wszystkim na:

• rodzaj silnika – jedno- lub trójfazowy,
• napięcie zasilające,
• wymagane napięcie wyjściowe,
• prąd silnika i falownika,
• moc napędu,
• wymagany sposób regulacji,
• potrzebę kontroli prędkości lub momentu,
• wymagane funkcje dodatkowe,
• sposób komunikacji z pozostałymi urządzeniami.

Nie należy dobierać urządzenia wyłącznie na podstawie mocy silnika. Równie ważne jest dopasowanie napięcia, prądu oraz sposobu sterowania do konkretnej aplikacji.

Falownik a softstart

Falowniki i softstarty należą do tej samej grupy produktowej, ale pełnią inne funkcje. Falownik służy przede wszystkim do regulacji prędkości obrotowej silnika, natomiast softstart jest przeznaczony do bezpiecznego rozruchu asynchronicznych silników trójfazowych.

Jeżeli instalacja wymaga zmiany prędkości pracy napędu, właściwym rozwiązaniem będzie falownik. Jeżeli potrzebny jest przede wszystkim kontrolowany rozruch silnika, należy rozważyć zastosowanie softstartu.

FAQ – najczęstsze pytania

Czy każdy falownik współpracuje z silnikiem jednofazowym?
Nie. W katalogu znajdują się osobne serie przeznaczone do silników jedno- i trójfazowych. Przed zakupem należy sprawdzić przeznaczenie konkretnego modelu.

Czy falownik może komunikować się z automatyką przemysłową?
Wybrane modele mają interfejs RS-485 i obsługują protokół Modbus RTU, dzięki czemu mogą być włączone do sieci przemysłowej.

Czy falownik może realizować zaprogramowaną sekwencję pracy?
Tak, wybrane serie mają tryb PLC umożliwiający definiowanie kolejnych operacji wykonywanych przez falownik.

Czy falownik zastępuje softstart?

Nie zawsze. Urządzenia mają różne przeznaczenie – falownik zapewnia regulację pracy napędu, natomiast softstart służy przede wszystkim do kontrolowanego rozruchu silnika.

Zobacz również:

• Falowniki i softstarty
• Softstarty
• Zasilacze
• Sterowniki programowalne
• Sterowniki PLC
• Moduły rozszerzeń PLC