Przemiennik częstotliwości - co to jest, jak działa, ile kosztuje, czym różni się od falownika?

Przemiennik częstotliwości jest mechanizmem służącym do regulacji prędkości obrotowej silników. Jaka jest zasada działania przemiennika i jakie są możliwości jego zastosowania? Czy przemienniki częstotliwości oraz falowniki są tym samym urządzeniem? Ile kosztuje dobrej jakości przemiennik jedno- lub trójfazowy? Poniżej udzielimy odpowiedzi na najważniejsze pytania.

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.

Przemiennik częśtotliwości

Falownik kontra przemiennik częstotliwości

Co to jest falownik?

W teorii falownik to urządzenie przeznaczone do zamiany prądu stałego na prąd przemienny o regulowanej częstotliwości wyjściowej. Będą to na przykład różnego typu przetwornice samochodowe.

Pojęcie falownika jest stosowane zamiennie z przemiennikiem. Jest to na tyle powszechne, że sami producenci stosują owe nazewnictwo w sposób zamiennik. Jednak w rzeczywistości falownik jest tylko jednym z elementów przemiennika. Jeśli interesują cię instalacje elektryczne, sprawdź także zebrane w tym miejscu artykuły o instalacji elektrycznej.

Czym jest przemiennik częstotliwości?

Przemienniki częstotliwości przetwarzają napięcie przemienne z sieci o stałej częstotliwości na napięcie stałe. Jest to krok do umożliwienia regulacji prędkości obrotowej silników elektrycznych. Stałe napięcie uzyskane przez przemiennik umożliwia wytworzenie napięcia o częstotliwości regulowanej. To z kolei zapewnia kontrolę momentu obrotowego silnika.

Przeglądając schemat urządzenia, zauważymy, że na typowy przemiennik częstotliwości składa się kilka kluczowych elementów. Będzie nimi falownik, prostownik, układ sterowania, układ mocy, układ pośredni oraz układ nadzoru.

Jak widzimy, falownik i przemiennik częstotliwości to dwa różne urządzenia. Jednak ogólnie przyjęta terminologia jest na tyle rozpowszechniona, że obie nazwy zwykło się stosować zamiennie. Takiego samego nazewnictwa użyjemy także w niniejszym artykule. Ilekroć użyjemy sformułowania falownik, tylekroć będzie to oznaczało przemiennik częstotliwości. Jeśli interesuje cię ten temat, przeczytaj także artykuł o kosztach ułożenia instalacji elektrycznej.

Zasada działania i możliwości wykorzystania przemienników

Zasada działania przemiennika

Jakie jest zastosowanie przemienników częstotliwości? Aby zapoznać się z zasadą działania przemiennika, musimy najpierw określić specyfikę pracy silników elektrycznych. Silnik przyłączony do domowej sieci elektrycznej będzie pracował z określoną liczbą obrotów na minutę. W niektórych sytuacjach zdarza się, że potrzebujemy regulacji prędkości obrotowej. Silnik ma pracować szybciej lub wolniej (dobrym przykładem będzie tu silnik napędzający bęben pralki).

Uproszczona zasada działania wydaje się dość prosta. Silnik zasilany z sieci elektrycznej otrzymuje prąd o częstotliwości 50 Hz. Chcąc zmienić prędkość obrotową urządzenia, musimy zmniejszyć częstotliwość prądu. Przemienniki częstotliwości przetwarzają przemienne napięcie z sieci o stałej częstotliwości na napięcie stałe o częstotliwości regulowanej. Owa regulacja wynosi w naszym przypadku od 0 do 50 Hz. Niektóre przemienniki częstotliwości będą w stanie zwiększyć parametr do 87 Hz.

Zmniejszenie częstotliwości spowoduje zmniejszenie szybkości obrotów silnika elektrycznego. Zwiększenie częstotliwości zadziała w sposób analogiczny, zwiększając szybkość obrotów silnika. Możliwość regulacji prędkości obrotowej silnika zwiększa jego zastosowanie. Warto przy tym dodać, że częstotliwość 87 Hz sprawia, że silnik pracuje szybciej, natomiast prędkość momentu obrotowego zaczyna się zmniejszać. Sprawdź także w tym artykule, jak wygląda schemat instalacji elektrycznej.

Gdzie sprawdzają się przemienniki częstotliwości?

Na pytanie można odpowiedzieć bardzo krótko. Przemienniki częstotliwości sprawdzają się wszędzie tam, gdzie potrzebujemy regulacji prędkości obrotowej i momentu obrotowego silnika. Zaawansowana budowa przemiennika częstotliwości umożliwia wykorzystanie go w wielu gałęziach przemysłu. Niektóre modele znajdują też zastosowanie w użytku domowym.

Przemiennik częstotliwości prądu przemiennego powszechnie wykorzystuje się w silnikach pomp oraz sprężarek. Falownik znajduje się też w domowych, bardziej zaawansowanych wentylatorach. Co więcej, przemienniki częstotliwości są też czasem stosowane w systemach automatyki do bram garażowych i bram ogrodzeniowych. Możliwości zastosowania w domach i na zewnątrz jest bardzo dużo.

Warto także dodać, że przemienniki częstotliwości znalazły zastosowanie w przedsiębiorstwach produkcyjnych. Są tam ważnym elementem napędu taśm, podajników i przenośników. Rozbudowany przemiennik częstotliwości zapewnia pełną kontrolę regulacji prędkości obrotowej i momentu obrotowego. Zatem będzie też ważnym elementem wyposażenia do silników, napędzających różnego typu maszyny produkcyjne. Jeśli interesuje cię ten temat, przeczytaj także ten artykuł o wyłączniku nadprądowym.

Ile zapłacimy za przemiennik?

Cena przemienników jest dość zróżnicowana. Wszystko zależy od parametrów pracy urządzenia, sposobu sterowania oraz stopnia zaawansowania. Proste przemienniki częstotliwości nabędziemy za kwotę kilkuset złotych. Jednak nowszego typu, bardziej zaawansowane modele będą już wydatkiem rzędu kilku tysięcy złotych.

Wybierając przemiennik częstotliwości warto zwrócić szczególną uwagę na jakość wykonania. Tylko dobrej jakości urządzenia zapewnią wysoką precyzję regulacji prędkości obrotowej silnika. Markowy przemiennik częstotliwości będzie też opatrzony długim okresem gwarancyjnym.

Przeglądając oferty sprzedaży, zwróćmy uwagę na firmy ABB, Siemens czy Lenze. Są to czołowi producenci przemienników, których urządzenia cieszą się największym uznaniem fachowców.

Prawidłowy dobór i montaż przemiennika częstotliwości

Parametry montażowe

Wybierając przemiennik częstotliwości prądu przemiennego, warto wziąć pod uwagę kilka istotnych parametrów użytkowych. Będzie to chociażby częstotliwość minimalna i maksymalna. Są to wartości definiujące limity częstotliwości wyjściowej przemiennika, które należy dobrać do specyfiki silnika elektrycznego.

Istotnym parametrem będzie też dopasowanie urządzenia do parametrów znamionowych silnika. Poznamy je przeglądając schemat lub tabliczkę znamionową urządzenia. Do najważniejszych parametrów znamionowych należy prędkość silnika, prąd znamionowy, częstotliwość znamionowa oraz napięcie znamionowe.

Dobierając bezpośrednie przemienniki częstotliwości, zwracamy szczególną uwagę na dobór mocy nominalnej. Przemiennik częstotliwości musi posiadać taką samą moc nominalną, jak podłączany do niego silnik elektryczny. Sytuacja komplikuje się w przypadku, gdy do jednego przemiennika zamierzamy podłączyć kilka silników. W tej sytuacji przeglądamy schemat lub tabliczkę znamionową wszystkich silników, odnajdując oznaczenia mocy nominalnej. Następnie sumujemy wynik i dodajemy około 20 procentową rezerwę. W ten sposób otrzymamy moc nominalną, którą powinien posiadać nasz przemiennik częstotliwości.

Przed rozpoczęciem montażu przeanalizujmy schemat podłączenia przemienników do konkretnego typu silnika. Uzwojenia przemiennika częstotliwości podłączamy w tak zwany trójkąt bądź gwiazdkę. Bardzo istotne będzie również wprowadzenie do przemiennika parametrów pracy silnika. Wszystkie parametry pracy silnika odczytamy na tabliczce znamionowej.

Dobieramy przemienniki częstotliwości - sposób zasilania przemiennika częstotliwości

Przemiennik częstotliwości powinien zostać dopasowany do specyfiki silnika. W ofertach sprzedaży znajdziemy wiele typów tych urządzeń. Dlatego poniżej dokonamy kilku ważnych podziałów, które uwarunkują wybór odpowiedniego przemiennika. Jednym z istotniejszych kryteriów podziału jest sposób zasilania. Przemiennik częstotliwości może być zasilany z kondensatorów lub bezpośrednio z prądu znajdującego się w instalacji elektrycznej.

Bezpośrednie przemienniki częstotliwości prądu zostają wyposażone dławik, zapewniający poprawną pracę urządzenia. Nieco mniej popularne są tak zwane przemienniki napięcia, których zasilanie odbywa się przy użyciu baterii kondensatorowych o dużej pojemności.

Wybierając sposób zasilania falownika trzeba także zwrócić uwagę na liczbę faz w instalacji. W ofertach sprzedaży znajdziemy trójfazowe przemienniki częstotliwości i przemienniki jednofazowe.

Trójfazowy przemiennik częstotliwości nadaje się do instalacji trójfazowych. Schemat urządzenia to trzy fazy na wejściu i trzy fazy na wyjściu (np. 3 x 230 V). Budowa przemiennika częstotliwości jednofazowego jest nieco inna. Przemiennik jednofazowy posiada jedną fazę na wejściu oraz trzy fazy na wyjściu. Chcąc poznać dokładną specyfikę działania, należy poznać schemat urządzenia.

Sposób sterowania przemiennikami częstotliwości

Sposób sterowanie jest kolejnym ważnym parametrem, który warto wziąć pod uwagę podczas wyboru przemiennika częstotliwości. Dostępne w ofertach sprzedaży falowniki mogą posiadać sterowanie wektorowe (wektorowe przemienniki częstotliwości) oraz skalarne (skalarne przemienniki częstotliwości).

Skalarny przemiennik częstotliwości pracuje w napędzie zmiennonapędowym. Skalarna budowa przemiennika częstotliwości umożliwia dostarczenie do silnika jak najmniejszej ilości energii elektrycznej, która nie obniży wartości wyjściowej poniżej wartości zadanej. Skalarne przemienniki częstotliwości odnajdziemy chociażby w pompach.

Drugie rozwiązanie to wektorowy przemiennik częstotliwości. W odróżnieniu do swojego poprzednika współpracuje z napędami stałonapędowymi. Znajduje wszechstronne możliwości zastosowania. Wektorowa budowa przemiennika częstotliwości zapewnia wysoką skuteczność regulacji prędkości obrotowej i momentu obrotowego.

Ocena: 4,8/5 (głosów 18)
, aktualizacja 2 sierpnia 2018
Zaloguj się aby dodać komentarz

Zaloguj


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

Nasza strona wykorzystuje pliki cookies w celu zbierania danych analitycznych (analizowania ruchu na stronie) oraz profilowania reklam przez naszych partnerów. Szczegóły znajdziesz w naszej polityce prywatności. Jeżeli nie wyrażasz na to zgody, zablokuj pliki cookies w przeglądarce.

Zamknij