Frequenzumrichter

Frequenzumrichter 

Der Begriff Frequenzumrichter kommt häufig im Kontext mit elektrischen Antrieben und Elektromotoren vor. Mittels eines Frequenzumrichters können sowohl Synchronmotoren, als auch Asynchronmotoren je nach Last optimal mit Strom versorgt werden. Es handelt sich hiermit um einen Stromrichter, der aus Wechselspannung eine in der Frequenz und Amplitude veränderbare Wechselspannung erzeugen kann. Diese kann elektrische Maschinen und Drehstrommotoren antreiben.

Die jeweiligen Sollwerte werden den Anforderungen der Maschinen und der tatsächlichen Last. Frequenzumrichter können zusätzlich mit Sensoreneingängen versehen sein. So können auch zusätzliche Parameter wie Winkelposition oder Drehzahl erfasst werden. Frequenzumrichter können je nach Art der elektrischen Gerätschaften auf Basis einer Einphasenwechselspannung als auch auf Basis einer Dreiphasenwechselspannung arbeiten. Im Gegensatz zum Umformer ist ein Umrichter stets ohne mechanisch bewegte Komponenten, während bei einem Umformer elektrisch rotierende Elemente zu finden sind.

Wie funktioniert der Frequenzumrichter?

Ein Frequenzumrichter wird dazu benötigt, die gleichförmigen Wechselspannungen des verwendeten Stromnetzes in eine Wechselspannung umzuändern. Die Amplitude und Frequenz davon ist veränderbar. Wird kein Umrichter zwischen Motor und Netz geschaltet, so kann dieser nur mit der gebotenen und vorhandenen Konstantdrehzahl des Stromnetzes laufen. Eine Steuerung von Spannung und Frequenz sorgt dafür, dass sich der Motor stufenlos regulieren lässt. Drehzahl und Drehmoment jedes Motors lassen sich so individuell auf die Bedürfnisse einstellen.

Die Frequenzumrichter sind je nach Typ und Bauart für das gewöhnliche Stromnetz der Haushalte oder für den Einsatz im Drehstromnetz geeignet. Hier unterscheidet man zwischen Einphasenbetrieb und Dreiphasenbetrieb. Zusätzlich sind die Umrichter wichtig, um die Anlauf-Spitzenströme der Motoren zu puffern. Dies hat den Vorteil, dass so das Stromnetz störungsfrei bleibt. Die Umrichter werden somit zwischen Motor und Netz angebracht. Sie bestehen aus einem Gleichrichter und Netzfilter, einem Zwischenkreis Puffer,einem Wechselrichter und der Regelelektronik.

Die Anwendungsbereiche der Frequenzumrichter

Die Frequenzumrichter kommen immer dann zum Einsatz, wenn ein Motor kontrolliert angetrieben und gesteuert werden muss. Sie sind aus zahlreichen Branchen und Zweigen der Industrie nicht mehr wegzudenken. Sie kommen in sämtlichen Produktionsanlagen zum Einsatz und werden in der Gebäudeautomation benötigt. Auch in der Transporttechnik und der Wasserwirtschaft spielen Umrichter für Frequenzen eine tragende Rolle. Gerade mit der Entwicklung werden immer mehr unterschiedliche Drehzahlen benötigt, da sämtliche Motoren und Maschinen variabel laufen.

Daher gewinnen auch die Frequenzumrichter immer mehr an Bedeutung. Die Automatsisierungstechnik wäre ohne diese Umrichter einen Schritt zurück. Die Umrichter sind in verschiedenen Baugrößen erhältlich, verbrauchen wenig Energie und lassen sich sehr rasch und einfach anbringen. Auch sind diese Umrichter sehr einfach bedienbar und erlauben eine zeitnahe Inbetriebnahme. Sie sind für energieeffiziente Prozesse verantwortlich, helfen die Maschinen zu schützen und sind somit bares Geld wert.

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