Falownik nazywany inaczej przemiennikiem częstotliwości zamienia napięcie stałe z baterii na sterowane napięcie/prąd przemienny dla silników trakcyjnych, często także dla pomp hydraulicznych. Pozwala na bezstopniową regulację prędkości i momentu, odzysk energii przy hamowaniu oraz realizację funkcji bezpieczeństwa.
Główne zastosowania falownika w wózku
- Napęd trakcyjny (jazda) — sterowanie napędem kół, płynne ruszanie, hamowanie, tryb (pełzanie) do manewrowania wąskich alejek.
- Sterowanie pompą hydrauliczną (podnoszenie / opuszczanie) — regulacja wydajności pompy (często poprzez falownik silnika hydrauliki).
- Funkcje pomocnicze — sterowanie przesuwem bocznym, przechyłem masztu, itp. (często zintegrowane z kontrolerem urządzenia).
Najważniejsze funkcje falownika korzystne w wózku
- Regulacja momentu i prędkości — precyzyjne manewrowanie i stabilne podnoszenie.
- Regeneracja / odzysk energii — hamowanie może zasilać akumulator co poprawia to zasięg pracy na jednym ładowaniu.
- Tryb pełzania — niski zakres prędkości do pracy w wąskich korytarzach i przy precyzyjnym ustawianiu ładunku.
- Kontrola poślizgu / ograniczenie momentu — minimalizuje poślizg kół i stabilizuje ruchy przy śliskiej nawierzchni.
Bezpieczeństwo funkcjonalne — STO i normy
- Safe Torque Off (STO): kluczowa funkcja bezpieczeństwa — gdy aktywowana, falownik nie dostarczy energii generującej moment, co odpowiada zatrzymaniu kategorii 0 (EN 60204-1). Falownik i moduły bezpieczeństwa muszą być zgodne z IEC/EN 61800-5-2.
- Normy branżowe: dla wózków istotna jest norma EN 1175 (wózki jezdniowe — wymagania bezpieczeństwa elektrycznego i elektronicznego) oraz powiązane normy maszynowe (2006/42/WE, ISO 3691). Zgodność funkcji bezpieczeństwa powinna być dokumentowana.
Typowe architektury odzysku energii
- Pełna rekuperacja do akumulatora — falownik + system zarządzania baterią pozwala ładować baterię przy hamowaniu (wymaga kompatybilności ładowania i ograniczeń napięcia).
- Dynamiczne hamowanie (rezystorowe) — przy braku możliwości ładowania energia jest zamieniana w ciepło przez rezystory hamowania.
Kryteria doboru falownika do wózka
- Moc / ciągła i szczytowa przeciążalność — dobór falownika winien uwzględniać krótkotrwałe przeciążenia podczas ruszania i podnoszenia.
- Napięcie zasilania — 24/36/48/80V zależnie od klasy wózka.
- Obsługa rekuperacji — czy falownik i system ładowania baterii to umożliwiają.
- Funkcje bezpieczeństwa — obsługa STO i innych bezpiecznych funkcji zgodnie z IEC/EN 61800-5-2.
Producenci i rozwiązania rynkowe (przykłady)
- ZAPI / Curtis — znane układy sterowania trakcyjnego i falowniki dedykowane do wózków magazynowych.
Utrzymanie, diagnostyka, typowe usterki
- Kontrola parametrów pracy: temperatura mocy, ilość cykli hamowania, logi błędów komunikacji.
- Sprawdzanie wejść bezpieczeństwa (STO): testy działania STO i blokad przed wydaniem wózka do pracy.
- Problemy z rekuperacją: brak ładowania przy hamowaniu może wynikać z braku kompatybilności falownika z systemem baterii lub z przeciążenia łańcucha ładowania (wtedy stosuje się rezystor hamowania).