Wirkweise von Frequenzumrichtern
Ein Frequenzumrichter generiert aus einer Wechselspannung eine direkte Versorgungsspannung für elektrische Maschinen wie beispielsweise Drehstrommotoren. Je nach Bedarf der jeweiligen Maschine richten sich die Sollwerte für die Frequenz und die Amplitude der Ausgangswechselspannung. Spezielle Frequenzumrichter können per Sensor Parameter der Maschine erfassen. Dies können zum Beispiel die Drehzahl und die Position des Rotors sein. Im Grundsatz besteht ein Frequenzumrichter aus einem Gleichrichter. Von diesem wird ein Gleichspannungs-Zwischenkreis und von dort ein Wechselrichter gespeist. Frequenzumrichter werden auch als Umrichter bezeichnet.
Frequenzumrichter verbessen das Anlauf- und Drehzahlverhalten
Frequenzumrichter finden vorwiegend bei Drehstrommotoren Anwendung. Dies gilt besonders dann, wenn das Anlauf- oder Drehzahlverhalten verbessert oder erweitert werden soll. Die Regelung der Drehzahl ist auch der Anwendungszweck von Frequenzumrichtern bei Wechselstrommotoren. Frequenzumrichter führen häufig durch starke elektrische Störsignale zu Isolierstoffbelastungen im Motor und zu Störungen bei anderen Verbrauchern. Aus diesem Grund ist es erforderlich, die Motorenzuleitung abzuschirmen; zum Beispiel durch einen Sinusfilter, der zwischen Umrichter und Motor geschaltet wird. Sinusfilter eignen sich besser als Netzfilter, weil sie über eine höhere Belastbarkeit und eine niedrigere Grenzfrequenz verfügen. Werden Drehzahlen oberhalb der Nenndrehzahl erreicht, können im Motor Hystereseverluste und Wirbelstromverluste auftreten. Deshalb ist ein Frequenzumrichter erst nach einer fachgerechten Installation nutzbar.
Frequenzumrichter sparen Energie
Durch den Einsatz von Frequenzumrichter läßt sich die Leistung der elektrischen Maschine exakt an den notwendigen Bedarf z.B. bei Pumpen, Ventilatoren und auch Bahnantrieben anpassen. Die Energieeinsparung für die Industrie ist enorm.
Anwendungsgebiete von Frequenzumrichtern
Frequenzumrichter finden heute eine breite Verwendung. Sehr häufig findet man sie bei elektrischen Bahnen. Dort werden sie häufig auch als Traktionsstromrichter benannt. Sie generieren aus dem Stromsystem der Oberleitung den Drehstrom für die Antriebsmotoren. Häufig werden Frequenzumrichter auch bei Pumpen und Lüftern angewendet. Bei Hebe- und Fortbewegungsanwendungen realisieren Umrichter einen Sanftanlauf der Anlage. Auch bei Servoantrieben werden Frequenzumrichter genutzt. Servomotoren sind elektronische Antriebe, die eine Lage-, Drehmomenten- und Geschwindigkeitsregelung besitzen. Sie werden häufig bei Maschinen eingesetzt, die hohe Anforderungen an Dynamik oder präzise Bewegungen stellen.
