Was ist die Funktion des Frequenzumrichters?

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Vermutlich hast du dich schon einmal mit dem Betrieb von Elektromotoren oder ähnlichen elektrischen Antrieben beschäftigt. Und dabei hast du vielleicht auch von einem Frequenzumrichter gehört oder diesen sogar schon betrieben.

Aber was ist eigentlich die Funktion eines Frequenzumrichters und warum genau benötigt man diesen? Werden in einem Frequenzumrichter wirklich Frequenzen umgerichtet wie der Name sagt?

Worauf muss man beim Kauf und beim Betrieb achten? Und wieviel kostet so ein Gerät? Gibt es Qualitätsunterschiede und welche Anforderungen muss ich an den Frequenzumrichter stellen?

Aufgabe des Frequenzumrichters

Small VFD 2

Frequenzumrichter (Quelle: Wikipedia)

Die Aufgabe eines Frequenzumrichters besteht darin, dass er die gleichförmige Wechselspannung, die das örtliche Stromnetz bietet, in eine Wechselspannung umwandelt, deren Amplitude und Frequenz veränderbar ist.

Würde man einen Drehstrommotor direkt an einem Drehstromnetz anschließen würde dieser nur mit der für die Netzfrequenz typischen Konstantdrehzahl laufen. Eine Drehzahlregelung wäre nicht möglich.

Durch den Frequenzumrichter lassen sich sowohl Synchron-, als auch Asynchronmotoren je nach Last mit Strom versorgen und durch die Steuerung von Frequenz und Spannung ist eine stufenlose Regelung der Drehzahl bzw. des Moments beim Drehstrommotor möglich.

Frequenzumrichter können je nach Typ den Einphasenbetrieb (normales Haushaltsstromnetz) oder auch für den Dreiphasenbetrieb (Drehstromnetz) geeignet sein. Frequenzumrichter helfen außerdem die Anlaufspitzenströme des Motors auszugleichen ohne dass dabei das Versorgungsnetz gestört wird.

Aber wie ist ein Frequenzumrichter jetzt genau aufgebaut?

Aufbau und Funktionsweise eines Frequenzumrichters

Blockschaltbild eines Frequenzumrichters

Frequenzumrichter Aufbau

Wie bereits erwähnt, werden beim Einsatz von Drehstrommotoren Frequenzumrichter benötigt, damit die Drehzahl des Motors auch gesteuert werden kann werden kann.

Im inneren besitzen diese Umrichter eine Gleichrichter Brückenschaltung, mit der die eingehende Wechselspannung vom Netz in eine Gleichspannung gerichtet wird. Der Gleichspannungsstromkreis der durch einen Pufferkondensator geglättet wird, wird als Zwischenkreis bezeichnet.

Im Zwischenkreis befindet sich manchmal auch eine induktive Spule um starke Stromschwankungen zu drosseln. Mit der nachgeschalteten Wechselrichtschaltung wird die bereits geglättete Spannung aus dem Zwischenkreis in eine dreiphasige Drehspannung umgewandelt. Für diese Funktion sind in der Wechselrichtschaltung oft so genannte GTO- Thyristoren und IGBT-Transistoren vorhanden.

Der Motor, welcher mit der Spannung versorgt werden soll, ist am Ausgang des Frequenzumrichters angeschlossen. Durch diesen Ausgang strömt der Strom, der durch den Frequenzumrichter entsprechend geändert wurde. Damit der abgegebene Strom ohne Spitzen bleibt, halten hochfrequente Pulssteller diese möglichst niedrig.

Mit Hilfe einer Regelelektronik kann dann eine Drehzahl oder auch Drehmoment bzw. Stromregelung des Motors umgesetzt werden.

Für weitere Details zur elektronischen Funktion findet Ihr auf Wikipedia einen guten Artikel. Link zum Wikipediaartikel über Frequenzumrichter

Lartuer VFD Frequenzumrichter 2.2KW

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am 4. December 2016 21:51 CET

Eigenschaften

  • 2.2 KW / 3 HP
  • Eingabephase: Einzelphase/Drehstrom
  • Ausgabephase: Drehstrom
  • Steuerung:SPWM
  • 5-stellige Anzeige & Statusleuchte:Zeigt Frequenz, Strom, Drehzahl, Spannung, Zähler, Temperatur, Drehrichtung, Fehlermeldungen usw. An

Ausgangsspannung

Die erzeugte Ausgangsspannung eines Frequenzumrichters ist entweder ein- oder dreiphasig, und liegt in der Regel zwischen 230 und 480 Volt.

Für kleinere Motoren, die mit einer Spannung von 230/400 Volt laufen, gibt es einphasige Frequenzumrichter mit 230 Volt Eingangsspannung, welche dem Motor dann eine dreiphasige Spannung bis zur Höhe von 230 Volt bereitstellen. Hier dürfen nur Motoren mit der Angabe 230/ 400 Volt betrieben werden, die im Dreieck verschaltet sind.

Anschließen eines Frequenzumrichters

Bei einem Dreiphasen Frequenzumrichter (FU) die stromführenden Phasen (L1, L2 und L3) an den ensprechend gekennzeichneten Anschlüssen am FU angeschlossen. Der Nullleiter L0 besitzt einen seperaten Anschluss. Ebenso die Erdung bzw. der Schutzleiter (PE). Achtung, überlasse den elektrischen Anschluss nur einem entsprechend geschulten Fachpersonal!

Hinweise für die Inbetriebnahme

Weil in einem Frequenzumrichter Zwischenkreiskondensatoren eingebaut sind, die auch nach dem Ausschalten des Netzes eine gefährliche Spannung führen können, müssen nach dem Abschalten mindestens zehn Minuten vergehen, bis das Gerät geöffnet werden kann.

Bitte betreibe nur Frequenzumrichter die den deutschen Normen und Standards (CE Kennzeichnung) entsprechen. Frequenzumrichter ohne Rückspeisefilterung können das Stromnetz unzulässig stark stören und beim Netzbetreiber oder deinen Nachbarn zu starken Spannungsschwankungen führen.

 

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