Frequenzumrichter =< 1 kV

Sie haben einen Wechselstrommotor und möchten dessen Drehzahl steuern? Dann ist der Einsatz eines Frequenzumrichters für Sie ein interessantes Produkt. Ein Frequenzumrichter kommt immer dann zum Einsatz, wenn Sie eine permanente Drehzahlregelung an einer Maschine benötigen. Dies können beispielsweise Pumpen oder Kompressoren, aber auch Lüfter, Mischer oder Mühlen mit Elektromotoren sein. Ein Frequenzumrichter wandelt dabei die feste Netzspannung in eine variable Spannung um. Dadurch werden neben dem Betrieb des Motors mit konstanter Drehzahl auch Beschleunigungen und Verzögerungen ermöglicht. Somit lässt sich die Geschwindigkeit einer Maschine ihren gerade entsprechenden Arbeitsanforderungen anpassen, bei Bedarf Energie sparen oder aber Fertigungsprozesse zeitlich variieren.

Setzen Sie die hochwertigen Frequenzumrichter aus dem eibabo® Shop ein, schonen Sie über die Drehzahlregelung Materialien und verlängern Sie dadurch die Haltbarkeit Ihrer Maschinen. Hersteller hochwertiger Qualitätsware sind ABB, Eaton, KEB Automation, Maico, Mitsubishi, Omron, Rockwell, Schneider Electric und Siemens.

Was ist elektrische Frequenz?

Um elektrische Frequenz zu erklären und daraus die Funktion eines Frequenzumrichters ableiten zu können, müssen wir zuerst die Grundlagen der Stromerzeugung betrachten. Es gibt Gleichstrom und Wechselstrom. Gleichstrom fließt immer in eine Richtung. Wechselstrom ändert periodisch seine Richtung. In einem Diagramm wird dieser Wechsel in Form einer Sinuswelle dargestellt, welche sich abwechselnd im positiven und negativen Bereich des Nullpunktes befindet. Entsprechend ist auch eine Wechselspannung eine oszillierende elektrische Spannung.

Schon gewusst?

Als erstes Unternehmen begann die dänische Firma Danfoss mit der Serienfertigung von Frequenzumrichtern. Dies war im Jahr 1968.

Die Wechselstromfrequenz beschreibt die Anzahl der Zyklen in dieser Sinuswelle pro Sekunde und entspricht der Anzahl der Richtungsänderungen. Diese wird in Hertz (Hz) angegeben. 1 Hertz entspricht dabei einem kompletten Zyklus vom Nullpunkt in den positiven Bereich, in den negativen Bereich und wieder zum Nullpunkt. Je mehr Zyklen pro Sekunde auftreten, desto höher ist die Frequenz. Der übliche Netzstrom hat in Deutschland und Europa eine feste Frequenz von 50 Hertz.

Wie bewirkt ein Frequenzumrichter eine Änderung der Motordrehzahl?

Die Standard-Drehzahl eines Wechselstrommotors ist auf eine bestimmte Frequenz abgestimmt. Diese beruht auf dem Aufbau des jeweiligen Motors. Zwischen zwei Feldmagneten herrscht ein konstantes Magnetfeld mit ruhenden Polen. Innerhalb dieses Magnetfeldes befindet sich ein rotierender, ebenfalls magnetischer 'Anker' mit zwei Polen. Wird durch den Anker Wechselstrom geleitet, ändert sich dessen Polarisierung im Takt des Wechselstromes. Bei einer Netzfrequenz von 50 Hz geschieht dies 50 Mal pro Sekunde. Dementsprechend wechseln auch die anziehende und abstoßende Kräfte zwischen Feldmagneten und Anker 50 Mal ihre Richtung. Einmal in Bewegung gesetzt, sorgt dieser Wechsel für eine bestimmte Rotationsbewegung des Ankers und Drehzahl des Motors. Jede Frequenzänderung bewirkt somit auch eine proportionale Änderung der Motordrehzahl. Für die Änderung der Frequenz ist der Frequenzumrichter zuständig.

Die Vorteile sind:

stufenlose Regelung der gewünschten Nenndrehzahl
Erreichen sehr hoher und sehr niedriger Drehzahlen
direkte Umschaltung der Drehrichtung

Quelle: eibabo®, Schneider Electric ATV320U22N4C Frequenzumrichter Bild: Schneider Electric ATV320U22N4C Frequenzumrichter

Welche Gründe gibt es für eine Veränderung der Motordrehzahl?

Am klassischen Wechselstromnetz liegt eine nahezu konstante Frequenz an und somit steht Ihnen nur eine Drehzahl zur Verfügung. Der Frequenzumrichter regelt die Frequenz und Spannung der dem Motor zugeführten Leistung. Deshalb wird dieses Gerät oft auch Drehzahlregler genannt. Es gibt viele Gründe, warum die Motordrehzahl angepasst werden muss:

um Energie zu sparen und die Effizienz zu steigern
um den Ablauf von Fertigungsprozessen zu optimieren
um Material zu schonen und die Lebensdauer von Maschinen zu verlängern
um den Anforderungen an die Bearbeitung verschiedener Materialien gerecht zu werden
um das Drehmoment / die Leistung eines Antriebs anzupassen
um den Geräuschpegel zu senken
um Lastspitzen zu reduzieren

Moderne Frequenzumrichter verfügen über Netzwerk- und Diagnosefunktionen. Damit ist es möglich, die Geräte in das Steuerungssystem einer Anlage einzubinden und sämtliche Prozesse zu überwachen und zu optimieren.

Wo finden Frequenzumrichter Anwendung?

Frequenzumrichter kommen in zahlreichen Industriezweigen und Anwendungen zum Einsatz. Diese Geräte sind hauptsächlich in Antrieben von Kompressoren, Pumpen und Lüftern zu finden. Aber auch die Geschwindigkeit von Förderbändern, Fertigungslinien oder Kränen lässt sich mit Frequenzumrichtern regeln. Eine angepasste oder stufenlos regelbare Drehzahl ermöglicht energieeffiziente und optimierte Produktionsabläufe.

Was ist beim Kauf eines Frequenzumrichters zu beachten?

Die richtige Auswahl des Frequenzumrichters ist entscheidend für den optimalen Betrieb der entsprechenden Geräte. Bestimmen Sie vor der Auswahl des Frequenzumrichters die Anzahl der Eingangsphasen. Wird das Gerät dreiphasig oder einphasig? Wird das Gerät ohmsche Lasten, induktive Lasten, kapazitive Lasten oder gemischte Lasten verarbeiten? Die einzelnen Lasten verursachen beim Start unterschiedliche Einschaltströme. Bitte berücksichtigen Sie dies. Informieren Sie sich vor dem Kauf über:

die Anforderungen der Einsatzumgebung
das Anlaufdrehmoment
die Lastdrehmoment-Eigenschaften
den Drehzahlregelbereich und die statische Drehzahlgenauigkeit

TIPP:

Hinsichtlich des Einsatzortes sind Sie sehr flexibel. Frequenzumrichter gibt es für den Einbau in den Schaltschrank, für die Wandmontage und für den dezentralen Feldeinsatz.

Da bei der Bewertung dieser Eigenschaften eine gewisse Fachkenntnis erforderlich ist, empfehlen wir die Beratung durch einen erfahrenen Elektroinstallateur.