gree

Falowniki są urządzeniami elektrycznymi zamieniającymi prąd stały, którymi są zasilane, na prad przemienny o regulowanej częstotliwości wyjściowej. Istnieje możliwość zastosowania w falownikach modulacji szerokości impulsów (PWM). Oznacza to, iż równocześnie ze zmianą częstotliwości można regulować wartość skuteczną napięcia wyjściowego.

Falowniki przemysłowe (nazywane przemiennikami częstotliwości lub inwerterami) mają zastosowane w  elektronicznych przetwornicach częstotliwości, służą głównie do regulacji prędkości obrotowej klatkowycgh silników indukcyjnych. Wykorzystywane są dość często w przemyśle, z uwagi na najwydajniejszy sposób regulacji prędkości. W urządzeniach domowych stosowane są np. do regulacji prędkości obrotowej w palkach. Zgodnie ze wzorem na prędkość obrotową silnika elektrycznego, zmiana częstotliwości zmienia prędkość obrotową silnika.

Zastosowanie falowników jest ograniczone ze względu na dość wysoką cenę, wynikającą ze skomplikowanej budowy. Jednak wraz z rozwojem elektroenergetyki i inżynierii materiałowej falowniki stają się coraz bardziej konkurencyjne.

Stale rozwijające się systemy napędowe stawiają przed producentami falowników coraz to nowe wyzwania. Falownik nie służy już wyłącznie do precyzyjnego regulowania prędkości obrotowej silnika. Klienci coraz częściej liczą na oszczędność energii, możliwość pracy falownika w trybie pozycjonującym lub regulacji momentu (możliwości funkcyjne zbliżone do serwonapędów), realizacja operacji logicznych (wbudowany sterownik PLC), a także kompatybilność z przemysłowymi sieciami komunikacyjnymi oraz wymogami standardów bezpieczeństwa. Równie istotne jest przy tym to, by wszystkie te zaawansowane funkcjonalności nie komplikowały obsługi urządzenia.

Najpopularniejsze metody podziału falowników dotyczą metod sterowania (skalarne i wektorowe np. DTC) i rodzajów zasilania (1-fazowe i 3-fazowe).

Falowniki skalarne działające w oparciu o sterowaniem z  charakterystyką liniową U/f = const (taśmociągi, podnośniki itp.) lub charakterystyką kwadratową U/f² = const (wentylatory, pompy odśrodkowe itp.). Mają zastosowanie w systemach napędowych zmiennomomentowych. Są bardzo ekonomiczne, ich działanie polega na dostarczaniu do silnika minimalnej możliwej energii tak, aby nie spowodować jeszcze obniżenia się częstotliwości wyjściowej poniżej wartości zadanej.

Falowniki wektorowe wykorzystywane są w systemach napędowych stałomomentowych, charaktryzują się optymalną regulacją momentu obrotowego, stosownie do wymagań stawianych przez maszynę i jej zastosowanie. Jakość dynamiki takiego napędu jest szczególnie widoczna w przypadku niskich prędkości obrotowych.

Najbardziej zaawansowaną metodę sterowania silnikiem prądu przemiennego posiadają falowniki ze sterowaniem DTC (ang. Direct Torque Control), która pozwala na dokładną kontrolę zarówno prędkości obrotowej silnika, jak i momentu obrotowego, bez konieczności stosowania sprzężenia zwrotnego w postaci enkodera na wale silnika.

Falowniki zasilane są często z sieci prądu przemiennego przez niesterowany prostownik diodowy lub sterowany prostownik tyrystorowy, ew. prostownik tranzystorowy. Układ składający się z: prostownik + falownik + obwód pośredniczący z kondensatorem (dla falownika napięcia) lub dławikiem (dla falownika prądu), nazywany jest elektroniczną przetwornicą częstotliwości.