61 848 88 71
info@astat.pl
Przemiennik częstotliwości, jako popularne urządzenie stosowane w automatyce przemysłowej.
Możliwości, funkcje i sterowanie przemiennikami częstotliwości.
Branże, w których najczęściej stosowany jest przemiennik częstotliwości.
Jak działa przemiennik częstotliwości?
Przemiennik częstotliwości jest popularnym urządzeniem automatyki, którego podstawowym zadaniem jest zmiana prędkości obrotowej silnika prądu przemiennego poprzez zmianę częstotliwości energii elektrycznej.
Przemienniki częstotliwości, nazywane często falownikami, znajdują zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu. Takich jak przemysł motoryzacyjny, przemysł wytwórczy, przemysł ciężki, lub obróbka, formowanie czy odlewanie.
Funkcje
Poza podstawowym zadaniem przemiennika częstotliwości, jego dodatkową funkcjonalnością jest możliwość zmniejszenia prądów rozruchowych poprzez zastosowanie łagodnego rozruchu silnika, co skutkuje zmniejszeniem udarów prądowych w sieci elektrycznej zakładu.
Kolejną użyteczną funkcją jest możliwość ograniczenia prądów zwrotnych generowanych przez silnik podczas hamowania. Odbywa się to poprzez zwiększanie czasu potrzebnego do zatrzymania silnika lub poprzez rozładowywanie prądów zwrotnych w akcesoryjnym rezystorze. Bardziej zaawansowane jednostki posiadają liczne funkcje dodatkowe, takie jak optymalizacje zużycia energii lub dostosowywanie charakterystyki pracy do jej specjalnych warunków, takich jak praca wentylatorowa czy zasilanie pomp.
Sterowanie
Najpopularniejszą formą sterowania jest sterowanie sygnałami cyfrowymi oraz zadawanie prędkości sygnałami analogowymi. Prężnie rozwijającą się formą sterowania przemienników częstotliwości jest sterowanie sieciowe za pomocą popularnych interfejsów, takich jak Ethernet IP, EtherCAT, Powerlink, Profinet czy Modbus TCP.
Przemienniki częstotliwości dedykowane do pomp, wentylatorów lub sprężarek
Przemienniki częstotliwości z wbudowanymi funkcjami dedykowanymi do współpracy z pompami, wentylatorami czy sprężarkami są niezastąpione w optymalizacji procesów oraz zwiększaniu efektywności urządzeń specjalistycznych. Dzięki wbudowanym regulatorom, możliwe jest sterowanie przepływem, ciśnieniem lub prędkością w czasie rzeczywistym za pomocą dodatkowych czujników. Funkcja „lotnego startu” pozwala na włączenie silnika podczas jałowej pracy pompy lub wentylatora, co na ustawienie startowej prędkości obrotowej na taką, z jaką porusza się silnik i uniknięcie udarów mechanicznych, które mają negatywny wpływ na żywotność układu. Możliwość ustawienia optymalnego punktu pracy pompy pozwala na uzyskanie największej wydajności przy możliwie jak najmniejszym zużyciu energii i podzespołów.
Maszyny oraz linie produkcyjne
W maszynach produkcyjnych często konieczna jest synchronizacja taktów maszyny, która może być realizowana za pomocą cyfrowego sprzężenia silników. Synchronizacja jest niezwykle ważna podczas pracy maszyn oraz linii produkcyjnych o dużych wydajnościach. Istotne jest także, aby synchronizacja wymuszała proporcjonalną zmianę prędkości silnika podrzędnego za nadrzędnym i odwrotnie. Synchronizacja poszczególnych napędów można zrealizować za pośrednictwem skomplikowanych przekładni mechanicznych lub o wiele prościej, za pośrednictwem synchronizacji falowników połączonych sieciowo lub za pośrednictwem szybkich wejść oraz wyjść. Takiej synchronizacji mogą wymagać poszczególne napędy maszyn produkcyjnych, pakujących, paletyzujących lub depaletyzujących oraz ich połączenia z transporterami, które transportują produkty pomiędzy tymi maszynami, a także odpowiadają za prawidłowe sortowanie oraz buforowanie produktów.
Maszyny do formowania, odlewania lub obrabiania produktów
Maszyny przeznaczone do obróbki materiałów, produktów oraz półproduktów wymagają precyzyjnej kontroli nad ruchem, pozycją lub prędkością. Różnego rodzaju półautomatyczne maszyny obróbcze, takie jak frezarki, tokarki, piły czy wiertarki wyposażane są w przemienniki częstotliwości, aby umożliwić jak najdokładniejszą kontrolę prędkości obrotowej narzędzia lub przedmiotu obrabianego. W obrabiarkach automatycznych, takich jak CNC, istnieje jeszcze konieczność precyzyjnego pozycjonowania, które odbywa się za pomocą falowników ze sprzężeniem zwrotnym w postaci enkoderów. W maszynach odlewniczych lub formujących, takich jak prasy, stosowane są silniki o dużej mocy, których praca, a w szczególności rozruch oraz zatrzymanie, mogą wprowadzać zakłócenia do sieci energetycznych. Aby zniwelować te negatywne w skutkach efekty, stosuje się przemienniki częstotliwości, które oprócz podstawowego sterowania prędkością obrotową, zapewniają optymalny rozruch oraz zatrzymanie maszyn o dużej bezwładności.
Reasumując, przemienniki częstotliwości, odnajdują zastosowanie w szerokim spektrum automatyki przemysłowej. Pozwalają one na zapewnienie większej kontroli nad napędami, zmniejszając zużycie energii oraz wydłużając żywotność maszyn. Dzięki rozbudowanym interfejsom sieciowym, możliwością zdalnej diagnostyki oraz parametryzacji, są w pełni zgodne z koncepcją Przemysłu 4.0.
