Przemienniki częstotliwości
Większość maszyn i urządzeń wykorzystywanych w przemyśle, czy gospodarstwie domowym działa dzięki zasilaniu prądem elektrycznym. Jest on wytwarzany w elektrowniach – zarówno tych przemysłowych, jak i własnych, np. wiatrowych czy fotowoltaicznych, i może przyjmować jedną z dwóch form. Prąd stały charakteryzuje się jednokierunkowym ruchem elektronów, podczas gdy w prądzie zmiennym ten ruch jest wielokierunkowy. Do konwertowania jednej formy na drugą służą falowniki.
Prąd przemienny ma też określoną częstotliwość odpowiednią do zasilania urządzeń różnego typu. Ten parametr może ulegać przekształcaniu, co pozwala dostosować go do nowych warunków pracy. Do tego zadania wykorzystuje się przemienniki.
Czym jest falownik elektryczny?
Popularne obecnie instalacje fotowoltaiczne umożliwiają produkcję prądu stałego. Jest on doskonały do transportu na duże odległości, ale znacznie rzadziej znajduje zastosowanie w zasilaniu urządzeń domowych czy przemysłowych. Dlatego przed wprowadzeniem go do wewnętrznej instalacji czy sieci lokalnej niezbędne jest wykonanie konwersji. Dokonuje się ją poprzez inwerter elektryczny. Jest to stosunkowo proste w działaniu urządzenie, które przekształca stały strumień elektronów w prąd przemienny. Okres napięcia wyjściowego może być regulowany. Dzięki temu falownik silnika pozwala też na sterowanie jednostką napędową.
Urządzenia służące do konwersji prądu stałego w przemienny różnią się formą i jakością sygnału wyjściowego, a także trybem pracy. Wyróżnia się między innymi urządzenia wektorowe i skalarne. Te pierwsze pozwalają na bardzo precyzyjną kontrolę prędkości obrotów wirnika jednostki napędowej. Urządzenie steruje bowiem zarówno momentem obrotowym, jak i strumieniem uzwojenia na jednostce napędowej. Pierwszy typ inwertera jest doskonałym wyborem do sterowania jednostkami napędowymi o dużej mocy. Natomiast model skalarny sprawdzi się w przypadku pomp czy wentylatorów.
Falowniki jedno- i trójfazowe
Zależnie od budowy inwertery mogą mieć jedno lub trzy wyjścia. W pierwszym przypadku są to urządzenia jednofazowe, w drugim – trójfazowe. Różnica pomiędzy tymi dwoma modelami polega na tym, że ten sam prąd stały jest przekształcany w jeden lub trzy strumienie elektronów o konkretnej częstotliwości. Jej wartość jest uwarunkowana konstrukcją urządzenia. Inwertery drugiego typu na każdym z wyjść generują jedną fazę prądu przemiennego, o takich samych parametrach na każdym wyjściu, graficznie wyrażoną sinusoidą. Te sinusoidy są przesunięte w czasie, co oznacza, że po podłączeniu do urządzenia naprzemiennie dostarczają prąd o maksymalnej mocy. Taki sposób działania pozwala na znacznie lepszą kontrolę obrotów silnika. Ponadto, dostarczanie większej mocy do urządzenia umożliwia zasilanie dużych jednostek napędowych czy maszyn elektrycznych. Natomiast inwerter jednofazowy jest dobrym wyborem do małych modułów o mocy do 2 kW.
Falownik a przemiennik częstotliwości
Inwertery często są utożsamiane z przemiennikami częstotliwości. W rzeczywistości są to różne urządzenia, a właściwie pierwsze jest częścią drugiego. Najprostszy falownik, montowany np. w instalacjach fotowoltaicznych, na wyjściu przyjmuje prąd stały (DC), który następnie przekształca w prąd zmienny o konkretnym okresie. Na tym kończy się jego zadanie. Natomiast przemiennik jest bardziej złożony. Jego zadaniem jest zmiana okresu napięcia zasilającego. Proces odbywa się z udziałem prostownika, który najpierw konwertuje strumień elektronów do prądu stałego. W drugiej fazie prąd stały jest zmieniany przez inwerter w wyjściowy prąd zmienny o innej częstotliwości niż wejściowa. Urządzenia tego typu zawierają też kilka innych elementów takich jak układ pośredni, sterowania czy zabezpieczeń.
