Artykuły

Kable do falowników. Rodzaj i zastosowanie.

Falownik jest urządzeniem elektrycznym zamieniającym prąd stały, którym jest zasilane, na prąd przemienny o regulowanej częstotliwości wyjściowej. Przy zastosowaniu w falowniku modulacji szerokości impulsów (PWM) równolegle ze zmianą częstotliwości mamy możliwość regulacji wartości skutecznej napięcia wyjściowego.

Przemienniki częstotliwości lub inwertery to inaczej nazywane falowniki przemysłowe, które są stosowane w elektronicznych przetwornicach częstotliwości, a wykorzystywane są przeważnie do regulacji prędkości obrotowej klatkowych silników indukcyjnych. Obecnie jako najbardziej wydajny sposób regulacji prędkości mają dość szerokie zastosowanie w rozwiązaniach przemysłowych.

Inwerter jest elementem niezbędnym przy eksploatacji i monitorowaniu instalacji fotowoltaicznych. Wykorzystywany jest przez sieć elektryczną niskiego napięcia.

Również w urządzeniach domowych falowniki są stosowane do regulacji prędkości obrotowej silnika poprzez zmianę częstotliwości.

Prawidłowe użytkowanie i bezawaryjna praca falowników wymaga zastosowania właściwych kabli oraz przewodów. Wiele czynników ma wpływ na efektywną zmianę prądu stałego, który zasila urządzenie, na prąd przemienny z regulowaną częstotliwością wyjściową. Przewody i kable do falowników winny być dość dokładnie dobrane do silnika i falownika z którym mają współpracować. Przy ich doborze należy uwzględnić wiele istotnych czynników. Najważniejszą kwestią jest ustalenie właściwości żył przewodzących, które winny mieć postać linki co pozwala zachować im odpowiednią giętkość. Równie istotne jest określenie kompatybilności elektromagnetycznej czy rodzaj izolacji kabla. Wybrane w sposób niewłaściwy będą negatywnie wpływać na jakość falownika, jego obciążenie wypadkowe, budowę i elektromagnetyczną kompatybilność. Ważnym jest pamiętanie o doborze przewodów pod kątem mocy silnika (przy jednoczesnym uwzględnieniu jego odległości od falownika). Przykład: falownik zasilany napięciem 3x400V AC prawidłowo winien być podłączony do kabla z odpornością napięciową 600V, a nie 400V oraz zwiększoną do ok. 10.000 V/s wytrzymałością stromościową.

Dobierając właściwą konstrukcję kabli do falowników w chwili obecnej najczęściej stosuje się przewody ekranowane oplotem miedzianym. Przewody te posiadają ekran z folii aluminiowej oraz miedziany oplot co powoduje, że uzyskuje się niski poziom zakłóceń elektromagnetycznych oraz tłumienie niepożądanych sygnałów o niskich i wysokich częstotliwościach. Trzeba też uwzględnić przy doborze kabli ich indukcyjność własną oraz pojemność pasożytniczą. Istotnym też jest aby unikać kabli posiadających pojedyncze ekrany, co jest ważne dla uzyskania pożądanej kompatybilności elektrycznej.

Innym nie mniej ważnym aspektem jest właściwe uziemienie kabla na dwóch końcówkach na całym obwodzie oplotu. Uzyskać to można poprzez wykorzystanie specjalistycznych dławików z kontaktem dla ekranu, które poprawią parametry przepięcia. Właśnie ekrany złożone, o których mowa powyżej zapewnią uzyskanie właściwej kompatybilności elektromagnetycznej.

Inną ważną kwestią jest dobór koniecznej izolacji kabli do zasilania przekształtnikowego. Tutaj najważniejszym jest określenie odporności na stromość narastania napięcia oraz odporności napięciowej. Zły, nieprawidłowy dobór izolacji może skutkować jej przebiciem, a w efekcie spowoduje, że izolator będzie przewodzić prąd i w konsekwencji doprowadzić może do poważnych i nieodwracalnych uszkodzeń urządzenia elektrycznego. Do produkcji kabli stosuje się izolację z polietylenu usieciowanego XLPE, który zwiększa obciążalność prądową zachowując niską pojemność kabli w stosunku do kabli o izolacji PVC. Niewskazane jest też prowadzenie kabli zasilających równolegle z okablowaniem silnikowym. Wymaganym jest specjalne oznakowanie kabli sterujących prowadzonych do falownika. Jako uziemienie stosowane są szyny i kable uziemiające o odpowiednim przekroju, który musi wynosić co najmniej połowę przekroju kabla fazowego. Śruba łącząca powinna mieć wielkość zapewniającą właściwy styk ze złączami kabla uziemiającego. Najwłaściwsze dla szaf napędowych są szyny powlekane. Charakteryzuje je mniejsza wrażliwość na korozję.

Przykładem kabla do falowników jest przewód o symbolu BiTservo 2XSLCY-J marki BITNER.

Zastosowanie przewodów falownikowych jest dość powszechne w różnorodnych gałęziach przemysłowych. Zarówno w przemyśle maszynowym, metalurgicznym jak i związanym z nowoczesnymi technologiami dotyczącymi ochrony środowiska, 

z przemysłem spożywczym, ale też z szeroko rozumianą automatyką. Mogą one pracować zarówno w suchych, jak i wilgotnych pomieszczeniach. Przeznaczone są do układania również na zewnątrz i w ziemi.