Falownik - co to jest, jak działa, ile kosztuje i jak go zamontować

Falownik to dobrze znane urządzenie, którego zadaniem jest zmiana prądu przemiennego o danej częstotliwości na prąd stały o regulowanej częstotliwości. Co to oznacza w praktyce? Jak wykorzystać falownik? Jaki jest schemat działania, w jaki sposób można go wykorzystać i zamontować? Poniżej udzielimy kilku najważniejszych informacji dotyczących przemienników częstotliwości.

Jeśli szukasz firmy, która wykona u ciebie instalację elektryczną, skorzystaj z usługi Szukaj Wykonawcy, dostępnej na stronie Kalkulatory Budowlane. Po wypełnieniu krótkiego formularza zyskasz dostęp do najlepszych ofert.

Ocena: 0,0/5 (głosów 0)

Falownik

Falownik – podstawowe informacje

Co to jest falownik?

Falownik czy innymi słowy przemiennik częstotliwości służy do przekształcania napięcia przemiennego prądu z sieci (o stałej częstotliwości) na prąd stały o regulowanej częstotliwości. Właściwość przemienną falownika możemy wykorzystać do napędzania różnego rodzaju silników elektrycznych. Regulowana częstotliwość napięcia wychodzącego z falownika umożliwi kontrolę momentu obrotowego. W efekcie silnik będzie pracował z większą lub mniejszą szybkością.

Dla przykładu, chcemy zainstalować silnik elektryczny i zależy nam na regulacji szybkości jego pracy. W tym wypadku wystarczy zamontować przemiennik częstotliwości, czyli falownik do silnika. Mechanizm umożliwi płynną kontrolę szybkości obrotów silnika, zapewniając szerokie możliwości użytkowe.

Warto także pamiętać, że falownik to określenie potoczne, stosowane zamiennie z pojęciem "przemienniki częstotliwości". Fachowo pod pojęciem falownika kryje się urządzenie przeznaczone do przemiany prądu stałego na prąd zmienny o regulowanej częstotliwości. Zatem będą to wszelkiego rodzaju przetwornica napięcia. Jeśli interesują cię instalacje elektryczne, sprawdź także zebrane w tym miejscu artykuły o instalacji elektrycznej.

W praktyce pod pojęciem falownika często kryje się przemiennik częstotliwości. Jak już wspomnieliśmy, jest to urządzenie przetwarzające prąd przemienny o określonej częstotliwości na prąd stały o częstotliwości regulowanej.  Zakres regulacji częstotliwości zależy od parametrów i przeznaczenia przemiennika. Dzięki temu możemy wykorzystać mechanizm do regulacji prędkości obrotowej silników.

Pojęcie falownika i przemiennika częstotliwości jest stosowane naprzemiennie. Jest to zjawisko tak powszechne, że nawet producenci przemienników stosują zamiennie oba te określenia. Dlatego w niniejszym artykule będziemy trzymać się owej terminologii, uwzględniając, że falownik to innymi słowy przemiennik częstotliwości.

Schemat działania falownika

Domowe instalacje elektryczne dostarczają prąd o częstotliwości ok. 50 Hz. Dzięki owej częstotliwości możemy uruchomić silnik elektryczny, pracujący z określoną liczbą obrotów na minutę (dla silników asynchronicznych będzie to wartość około 1500 obrotów na minutę).

Schemat działania wygląda tu następująco. Przemiennik częstotliwości będzie w stanie zmienić liczbę obrotów silnika. Umożliwi to zamiana prądu przemiennego o stałej częstotliwości na prąd stały o zmiennej częstotliwości. Typowy falownik jednofazowy lub falownik trójfazowy umożliwi zmianę częstotliwości w zakresie od 0 do 50 Hz. Jednak bardziej zaawansowana przetwornica częstotliwości będzie też w stanie zwiększyć częstotliwość do ponad 80 Hz.

Dzięki możliwości regulacji prędkości obrotowej silnika, zyskujemy większą kontrolę nad jego pracą. Zmniejszenie częstotliwości przez falownik zmniejszy prędkość obrotową silnika. Wraz ze zwiększeniem częstotliwości zwiększy się również prędkość obrotowa. Ciekawostką jest sytuacja, w której falownik jednofazowy lub falownik trójfazowy zwiększają częstotliwość do ponad 50 lub 87 Hz. W tej sytuacji silnik zaczyna pracować z większą szybkością, jednak jego moment obrotowy maleje. Jeśli interesuje cię ten temat, przeczytaj także artykuł o kosztach ułożenia instalacji elektrycznej.

Do czego wykorzystać przemiennik częstotliwości?

Przetwornica częstotliwości posiada wiele możliwości zastosowania. Powszechnie wykorzystuje się ją do regulacji prędkości obrotowej silników w pompach i sprężarkach. Falownik jednofazowy czy falownik dwufazowy mogą też znaleźć zastosowanie w regulacji obrotów silników w wentylatorach, wirówkach w mieszarkach, a w gospodarstwach domowych nawet w pralkach.

W warunkach domowych falownik może być elementem systemu bram automatycznych. Sterowanie falownikiem nie przysparza większych trudności, dzięki czemu urządzenie może posłużyć do płynnego otwierania lub zamykania bram.

Falownik do silnika znajduje też szerokie możliwości zastosowania w różnych gałęziach przemysłu. Przetwornica częstotliwości może zostać wykorzystana do kontroli pracy napędu taśm produkcyjnych czy różnego typu przenośników, od których wymaga się regulacji szybkości działania. Sprawdź także w tym artykule, jak wygląda schemat instalacji elektrycznej.

Popularne rodzaje falowników

Podział ze względu na sposób zasilania – falownik jednofazowy i falownik trójfazowy

Wybierając falownik musimy zwrócić szczególną uwagę na sposób zasilania. W ofertach sprzedaży znajdziemy falownik jednofazowy oraz falownik trójfazowy.

Falownik jednofazowy – czyli jak sama nazwa wskazuje, jest to urządzenie zasilane z jednej fazy. Warto jednak pamiętać, że falownik jednofazowy posiada potrójne wyjście fazowe 3 razy 230 V.

Falownik trójfazowy – czyli urządzenie zasilane trójfazowo. Falownik trójfazowy posiada także trójfazowe wyjście 3 razy 230 V.

Dokonując podziału ze względu na sposób zasilania, należy także wyróżnić falownik napięcia oraz falownik prądu.

Falownik napięcia jest zasilany ze źródła napięciowego, którym może być bateria kondensatorów. Z kolei falownik prądu zostaje zasilany ze źródła prądowego. Na jego wejściu znajduje się specjalny dławik. Jeśli interesuje cię ten temat, przeczytaj także ten artykuł o wyłączniku nadprądowym.

Podział ze względu na sterowanie falownikiem

Falownik może posiadać dwa rodzaje zasilania. W ofertach sprzedaży znajdziemy:

Falownik skalarny – znajduje zastosowanie w napędach zmiennonapędowych. Dostarczają do silnika jak najmniejszą ilość energii elektrycznej tak, aby nie obniżać wartości wyjściowej, poniżej wartości zadanej. Są to mechanizmy wykorzystywane w wentylatorach i różnego rodzaju pompach.

Falownik wektorowy – cieszy się nieco większą popularnością. Falownik wektorowy sprawdza się w systemach napędowych stałomomentowych. Służy do płynnej regulacji prędkości obrotowej silników i zapewnia wysoką skuteczność działania. Falownik wektorowy zostaje oznaczony symbolem DTC. Jego cechą charakterystyczną jest zaawansowane mechanicznie sterowanie silnikami prądu przemiennego. To z kolei pozwala na wygodną kontrolę regulacji prędkości obrotowej silnika.

Zarówno falownik wektorowy, jak i skalarny mogą być oferowane w dość szerokich widełkach kosztowych. Ostateczna cena zakupu będzie uzależniona od parametrów technicznych urządzenia.

Koszty zakupu i zasady montażu

Ile kosztuje falownik?

Wybierając falownik do silnika, warto zwrócić uwagę na producenta. Wśród wiodących marek wyróżniamy firmy Siemens, ABB oraz Lenze. Cena zakupu będzie ściśle uzależniona od specyfikacji technicznej urządzenia. Dlatego poniżej wskażemy stawki zakupu kilku wybranych modeli.

Falownik ACS310 firmy ABB – falownik trójfazowy 17,2 A. Urządzenie reguluje częstotliwość pracy silnika w zakresie od 0 do 500 Hz. Posiada zaawansowany system sterowania, który zwiększa możliwości jego zastosowania. Falownik ACS310 firmy ABB może okazać się dość drogi w zakupie. Orientacyjna cena kupna nowego modelu wynosi ok. 5 000 zł.

Przemiennik częstotliwości ACS150 firmy ABB – to kolejny falownik trójfazowy, wyprodukowany przez firmę ABB. Urządzenie pracuje z prądem nominalnym 3,3 A. Moc nominalna przemiennika wynosi w tym wypadku 1,1 kW, a maksymalna częstotliwość wyjściowa 500 Hz. Przemiennik ACS150 firmy ABB jest znacznie tańszy niż jego opisywany wyżej odpowiednik. Cena zakupu owego modelu to niespełna 950 zł.

Falownik Siemens V20 – falownik jednofazowy, którego prąd nominalny wynosi 13,6 A. Moc nominalna urządzenia to 3,0 kW. Falownik Siemens V20 nadaje się do użytku przy pompach i wentylatorach odśrodkowych. Jego dużym atutem okazuje się atrakcyjny koszt zakupu. Cena nowego urządzenia to ok. 1 400 zł.

Falownik Lenze I510 – przetwornica częstotliwości pracująca z mocą nominalną 0,55 kW. Trójfazowy falownik Lenze I510 posiada prąd znamionowy 1,8 A, oraz napięcie zasilania 3 razy 400. Nadaje się do zastosowania w pompach, wentylatorach, transporterach oraz przenośnikach taśmowych. Cena zakupu modelu Lenze I510 to około 1 250 zł.

Widzimy zatem, że cena falowników może wahać się od kilkuset złotych do kilku, a czasem nawet kilkunastu tysięcy. Wybierając model wyprodukowany przez renomowanego producenta upewniamy się, że ewentualna naprawa falowników zostanie wykonana w autoryzowanym serwisie. Co więcej, naprawa falowników będących na okresie gwarancji powinna być darmowa.

Jak zamontować falownik do silnika?

Pierwszym krokiem będzie wybór odpowiedniego przemiennika. Falownik do silnika powinien mieć moc równą bądź większą od mocy napędzanego silnika elektrycznego. W przypadku napędzania kilku silników przez jeden przemiennik należy zsumować moc nominalną wszystkich silników i dodać do nich ok. 20 % zapasu.

Po wyborze przemiennika możemy rozpocząć etap montażu. Na tym etapie przyda się schemat podłączenia oraz analiza tabliczki znamionowej urządzenia. Na tabliczce znamionowej odczytamy moc nominalną, a na instrukcji obsługi przekaźnika odnajdziemy schemat podłączenia uzwojeń.

Podłączenie uzwojeń do przemiennika trójfazowego można wykonać w gwiazdkę lub w trójkąt. Wybór będzie uzależniony od parametrów znamionowych urządzeń. Po podłączeniu uzwojeń sprawdzamy ponownie czy prąd znamionowy silnika będzie odpowiedni do wybranego przez nas sposobu podłączenia uzwojeń.

W kolejnym kroku kontrolujemy prędkość znamionową silnika oraz częstotliwość znamionową napięcia zasilania. Przeanalizowane parametry ustawiamy w programie falownika, co kończy nasze prace montażowe.

, aktualizacja 10 maja 2018
Zaloguj się aby dodać komentarz

Zaloguj


Jeżeli jeszcze nie masz konta, zarejestruj się bezpłatnie.
Ta strona korzysta z plików cookies.

Więcej informacji znajdziesz w polityce cookies.


Zamknij