Frequenzumformer

Ein Frequenzumformer (engl. AC Drive) ist ein elektronisches Gerät, welches die Umformung der elektrischen Größe „Strom“ ermöglicht. Hierbei formt der Umformer Wechselstrom mit einer bestimmten (festen) Frequenz in eine Spannung mit veränderbarer Amplitude und Frequenz um. Kurz gesagt entsteht hierbei eine umgerichtete Spannung.

Frequenzumformer können unterschied-lichste Verbraucher antreiben, z.B.: Drehstrommotoren, Pumpen oder Klima-anlagen. Bei Drehstrommotoren kann die Drehzahl des Drehstrommotors durch Veränderung der Frequenz gesteuert werden, es ist dadurch möglich den Motor mit dynamischer Drehzahl zu steuern. Der angesteuerte Drehstrommotor wird nicht in seiner Leistung gedrosselt, sondern effektiv genutzt bzw. gezielt angesteuert. Sie werden oft im Industriebereich verwendet, besonders häufig sind Sie im Bereich der Antriebstechnik vorzufinden.

Technischer Aufbau Frequenzumformer

Ein elektrischer Umformer besteht aus einem Gleichrichter, der einen sogenannten „Gleichstrom-Zwischenkreis“ versorgt und einem Wechselrichter der auf den „Gleichstrom-Zwischenkreis“ zurückgreift. Dadurch kann der zugeführte Strom in eine umgerichtete Spannung gewandelt werden.

Bauarten / Bauformen

a) Volt-Herz-Frequenzumformer
Hierbei handelt es sich technisch gesehen um die einfachste Bauart von Frequenzumformern. Die Spannung und die Frequenz werden hierbei in einem linearen Verhältnis zueinander geregelt. Wird ein Volt-Herz-Frequenzumformer für eine Motorsteuerung verwendet, ergeben sich gewisse Abhängigkeiten. Die Belastung des Motors beeinflusst die resultierende real verfügbare Drehzahl. Wird keine große Drehzahlvarianz benötigt bzw. ist kein direkter Schweranlauf erforderlich, so können Volt-Herz-Umformer für eine Motorsteuerung verwendet werden.

b) Vektor-geregelte-Frequenzumformer
Vektor-geregelte-Frequenzumformer steuern den Drehstrommotor nicht mit Hilfe eines Spannung/Frequenzverhältnisses, sondern mit Hilfe der Motorstroms (Regelgröße). Besonderer Vorteil hierbei ist die optimale Regelung des Drehmoments. Durch Verwendung von Vektor geregelten Umformern ergeben sich zahlreiche Vorteile. Beispielsweise wird ein Direktanlauf mit hoher Drehzahl bei Drehstrommotoren ermöglicht, ebenfalls kann der Drehzahlbereich weiter reguliert werden.

Besonderheiten

Umformer verfügen bei richtiger Parametrierung über einen Wirkungsgrad von größer 95%. Zahlreiche Hersteller entwickeln hochwertige Elektro-Umformer und erweitern den allgemeinen Funktionsumfang durch sinnvolle Funktionen. LED-Anzeigen, Bedienpanel, programmierbare Umformer, zahlreiche Parameter und Funktionen, wie Start- und Stoprampen ermöglichen ein effektives Steuern der einzelnen Verbraucher. Durch Standardisierung einzelner Baugruppen können Frequenzumformer als Modulbausteine in bestehende SPS-Anlagen eingebunden werden, ebenfalls verfügen viele Umformer über serielle Schnittstellen oder zusätzliche Analogausgänge. Einbau und Verdrahtung sind dank der kompakten Bauweise und der passenden Bauform in der Regel schnell erledigt.

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