Frequenzumrichter

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Inhaltsverzeichnis

1 Grundsätzliches

2 Rückspeisung

3 Ansteuerung

4 Parametrierung

5 Einsatz

6 Bauarten

6.1 Volt/Hertz-Frequenzumrichter
6.2 Vektor-geregelte Umrichter

6.2.1 Flussvektor Umrichter
6.2.2 Feldorientierte Umrichter
6.2.3 Sensorless Vector

Grundsätzliches

Ein Frequenzumrichter ist ein Gerät das aus einem einer Frequenz einen Wechselstrom einer anderen Frequenz Mit dieser umgerichteten Frequenz wird dann der betrieben. Heute werden dazu meist elektronische Geräte früher wurden Netze unterschiedlicher Frequenz über rotierende gekoppelt. Im Prinzip besteht der elektronische Frequenzumrichter einem Gleichrichter der einen Gleichstrom-Zwischenkreis speist und aus diesem Zwischenkreis gespeisten Wechselrichter. Die Höhe Ausgangsspannung und auch dessen Frequenz können in Grenzen geregelt werden.

Rückspeisung

Durch geeignete Gleichrichter lässt sich Bremsenergie Motors auch über den Zwischenkreis wieder in Netz zurückspeisen. Dies kann bei Lokomotiven oder anderen Fahrzeugen wie den neuen Hybrid -PKW zur Bremsung ausgenutzt werden. Bei Windenergieanlagen und in kleinen Wasserkraftwerken kann so ein preiswerter Asynchrongenerator verwendet Aber auch andere große Motoren speisen sinnvollerweise das Netz zurück. Andernfalls muss die rückgespeiste durch Brems-Widerstände aus dem Zwischenkreis entfernt werden.

Ansteuerung

Ausgeführte Frequenzumrichter verfügen neben den Leistungsanschlüssen digitale Ein- und Ausgänge sowie über mindestens Analogeingang für den Drehzahlsollwert. Es gibt Frequenzumrichter über Bussysteme angesteuert werden.

Parametrierung

Umrichter können durch Parametriermöglichkeiten dem jeweils Motor angepasst werden. Dies geschieht entweder durch und DIP-Schalter (heute kaum noch) oder durch geeignete Tastatur/Anzeigeeinheit die sich am Umrichter befindet die die Navigation in einer Menüstruktur zulässt. komplexe Umrichter ermöglichen die Programmierung in einer Programmiersprache oder durch ein enstprechendes grafisches Prgramm PC. Fertige Datensätze werden dann über eine in den Umrichter geladen. Einige Modelle erlauben dabei komplette Verfahrbewegungen selbstständig ausführen.

Einsatz

Frequenzumrichter sind weit verbreitet in der Sie gestatten den Einsatz von preiswerten Normmotoren einem weiten Drehzahlbereich. Insbesondere bei Drehstrommotoren gibt günstige Anwendungsgebiete. So erlaubt ein Umrichter mit auch bei einem Asyncronmotor das volle Drehmoment ab dem Stillstand.

Bauarten

Volt/Hertz-Frequenzumrichter

Einfachste Ausführung aktueller Frequenzumrichter. Der Umrichter die Motorspannung und die Frequenz in einem Verhältnis. Dies führt zu einem sehr schwachen bei geringen Drehzahlen. Abhängig von der aktuellen des angeschlossenen Motors variiert dessen Drehzahl entsprechend. Schlupfkompensation reagiert ohne Rückführung durch einen Drehgeber nicht auf eine Änderung der Belastung. Diese ist für einfache Applikationen mit geringer Drehzahlvarianz ohne Schweranlauf ausreichend.

Vektor-geregelte Umrichter

Bei diesem Typ von Umrichter beeinflusst den Magnetisierungsstrom Id und/oder den momentbildenden Strom Das Vektorprodukt dieser beiden Ströme bildet den Das Kreuzprodukt der Vektoren Id X Iq das Drehmoment im Motor.

Flussvektor Umrichter

Hierbei wird der Frequenzsollwert von einem vorgegeben. Dadurch verbesert sich die Antriebsdynamik. Motormoment Drehzahl können gesteuert werden allerdings mit eingeschränkter

Feldorientierte Umrichter

Bei diesem Typ können gleichzeitig Moment Drehzahl geregelt werden. Es werden sowohl die Stromkomponenten als auch deren Winkel geregelt. Mit Typ ist sowohl eine genaue Momentenregelung und als auch eine schnelle Reaktion auf Belastungsschwankungen Sehr hohe Drehzahl- und Momentenstellbereiche sind möglich. sind Regelbereiche für die Drehzahl von von (mit Rückführung durch Drehgeber bis 1:2000) und das Moment von 0 x Mn bis x Mn. Moderne Geräte benutzen DSP -Bausteine um aus dem Motor eine Rückführung erhalten. Die Regelgüte entspricht damit fast den die mit einem Feedback-Drehgeber erreicht werden können.

Sensorless Vector

Befinden sich von der Regelgüte nahe den feldorientierten Umrichtern haben jedoch nicht die das Drehmoment zu regeln. Regelbereiche sind ähnlich feldorientierten Umrichter. Diese Geräte sind zur Zeit Ihrer geringen Mehrkosten gegenüber den Volt/Hertz-Umrichtern weit

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