Falownik to urządzenie energoelektroniczne służące do regulacji prędkości obrotowej silników prądu przemiennego, szczególnie silników indukcyjnych klatkowych. Jego podstawowym zadaniem jest zmiana częstotliwości i zwykle także wartości napięcia zasilającego silnik.
Do czego służy falownik?
Falownik umożliwia:
- płynną regulację prędkości obrotowej silnika,
- łagodny rozruch i hamowanie,
- ograniczenie prądu rozruchowego,
- zmianę kierunku obrotów,
- ochronę silnika przed przeciążeniem lub zanikiem fazy, zależnie od modelu.
Zasada działania
Typowy falownik najpierw prostuje napięcie sieciowe AC na napięcie stałe DC, a następnie za pomocą układu tranzystorowego wytwarza napięcie przemienne o regulowanej częstotliwości i wartości skutecznej.
Uproszczony tor energii:
AC sieciowe → prostownik → obwód DC → falownik tranzystorowy → silnik
Falownik a silnik indukcyjny
W silniku indukcyjnym prędkość pola wirującego zależy od częstotliwości zasilania. Dlatego zmiana częstotliwości pozwala zmieniać prędkość obrotową silnika. Aby nie obniżyć zdolności silnika do wytwarzania momentu, falownik zwykle realizuje sterowanie U/f, czyli zmienia napięcie proporcjonalnie do częstotliwości.
Ważne na egzaminie
Dla silnika indukcyjnego klatkowego sama zmiana rezystancji wirnika nie jest typową metodą regulacji, ponieważ wirnik klatkowy nie ma wyprowadzonych uzwojeń. Skuteczna regulacja prędkości z zachowaniem momentu maksymalnego wymaga jednoczesnej zmiany napięcia i częstotliwości, co realizuje falownik.