Frequenzumrichter

Einsatz von Frequenzumrichtern: Vom Aufzug bis zur Pumpe

Frequenzumrichter werden in vielen verschiedenen Bereichen der Hydraulik, Industrie und Antriebselemente eingesetzt. Sie haben die Aufgabe, den Energieverbrauch von elektrischen Maschinen zu senken. Außerdem erhöhen sie die Flexibilität der Produktion und verlängern die Lebensdauer der angeschlossenen Bauteile. In diesen Branchen werden Umrichter verwendet:

• Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen (HLK): Frequenzumrichter werden in HLK-Systemen eingesetzt, um die Ventilatoren- und Pumpengeschwindigkeit zu regeln. So gelingt eine optimale Anpassung an das Gebäude.
• Fertigungsprozesse: In Produktionsanlagen werden Servo-Umrichter genutzt, um Förderbänder und anderen Maschinen zu regulieren.
• Chemieindustrie und Wasserversorgung: Hier werden Frequenzumformer eingesetzt, um Pumpen zu steuern und den Durchfluss anzupassen.
• Hebe- und Fortbewegungstechnik: Umrichter ermöglichen das sanfte, kontrollierte Anlaufen von Motoren. Dies ist besonders für Rolltreppen, Fördermaschinen und die Aufzugtechnik von großer Bedeutung.

Weitere Einsatzbereiche sind die Energiegewinnung, die Automobilindustrie, die Lebensmittelbranche und die Metallverarbeitung. Frequenzumrichter werden besonders häufig für Drehstrommotoren verwendet. Hier sorgen sie für eine stufenlose Drehzahlregelung und einen erweiterten Leistungsbereich.

Funktionsweise eines Frequenzumformers

Normalerweise werden elektrische Motoren mit einer konstanten Frequenz betrieben, die von der Stromversorgung abhängig ist. Ein Frequenzumformer ermöglicht es, die Frequenz des zugeführten Wechselstroms so zu variieren, dass sich auch die Drehzahl ändert. Er entkoppelt also die Eingangsspannung von der Ausgangsspannung.

Damit der Strom umgewandelt werden kann, durchläuft er mehrere Stationen im Frequenzumformer: Der Gleichrichter wandelt die Wechselspannung der Stromversorgung in Gleichspannung um. Diese Gleichspannung wird benötigt, um die elektronischen Schaltungen im Umrichter zu versorgen. Das zweite Bauteil, der Zwischenkreis, dient als Energiespeicher und ist verantwortlich für die Versorgung der weiteren Schaltungen (auch wenn die Eingangsspannung nicht konstant ist). Der Wechselrichter ist das Herzstück des Frequenzumrichters. Er nimmt die Gleichspannung aus dem Zwischenkreis und wandelt sie in eine variable Wechselspannung um. Diese kann dann durch Anpassung der Frequenz und Amplitude die Drehzahl des angeschlossenen Motors beeinflussen.

Moderne Geräte verfügen außerdem über eine Mikrosteuerung, die alle Systemparameter überwacht. Diese Steuerung ermöglicht die Kontrolle des Betriebszustandes und die Kommunikation mit anderen Systemen. Ein Bedienfeld (Human Machine Interface) hilft dem Benutzer, den Frequenzumformer präzise einzustellen. Dies kann ein Touchscreen oder ein Tastenfeld sein.

Vorteile von Frequenzumrichtern

Im Vergleich zum direkten Netzanschluss können Frequenzumrichter enorme Energiemengen einsparen. Die effiziente Drehzahlregelung sorgt dafür, dass nur soviel Energie abgegeben wird, wie die angeschlossene Arbeitsfunktion (z.B. Drehstrommotor) benötigt. Dabei können bis zu 70% Strom gespart werden.

Ein anderer Vorteil ist die verbesserte Steuerung von Motoren und Pumpen. Frequenzumrichter können Leistung, Drehzahl und Drehmoment einer elektrischen Anwendung effektiv regulieren. Dadurch werden sie allen Prozessanforderungen gerecht und können sehr vielfältig eingesetzt werden. Der ständige Wechsel der Frequenz reduziert außerdem Geräusche (z.B. bei Lüftern) und verbessert die Laufruhe.

Die Drehzahlregelung sorgt dafür, dass Servoumrichter besonders sanft anlaufen. Dies ist besonders in Förderanlagen und in der Aufzugtechnik von großer Bedeutung. Hier sind kontrollierte und genaue Bewegungen gefragt, um das Anfahren, Bremsen und Positionieren zu erleichtern. Die Feinabstimmung optimiert den Energieverbrauch und verringert Verschleißerscheinungen an den mechanischen Bauteilen. So lassen sich Reparatur- und Wartungsarbeiten vermeiden. Gerade in Aufzügen verbessern Frequenzumrichter nicht nur die Aufzugsmechanik, sondern auch den Komfort für die Fahrgäste.

Frequenzumrichter mit Sinusfilter

Wechselspannungen sollten idealerweise in einer ausgeglichenen Sinuskurve verlaufen. In der Praxis werden sie aber oft überlagert durch Oberschwingungen. Oberschwingungen sind nicht-sinusförmige Schwingungen, die von anderen elektronischen Bauteilen ausgehen. Sie können zu Störungen, Überlastungen und Wärmeentwicklungen an den Betriebsgeräten führen. Im schlimmsten Fall kommt es zu Defekten.

Frequenzumrichter mit Sinusfilter sind eine gute Möglichkeit, um Oberschwingungen zu reduzieren. Sie glätten die Ausgangsspannung und schützen die Drehstrommotoren vor elektromagnetischen Interferenzen. Auf diese Weise sorgen sie für eine verbesserte Leistung und reduzieren die Belastung auf den Motor.

Arten von Frequenzumrichtern

Es gibt verschiedene Arten von Frequenzumrichtern. Die Modelle unterscheiden sich nach Leistungsbereich und Funktionsweise: zweiphasige oder dreiphasige, Direktumrichter oder Indirektumrichter, 230 oder 400 Volt. Unsere Mitarbeiter helfen Ihnen gerne dabei, ein Modell auszuwählen, das zu Ihrem System passt.

Einphasige Frequenzumrichter verarbeiten nur einen Wechselstrom (Phase) und eignen sich dementsprechend für einphasige Motoren. Dreiphasige Frequenzumrichter verarbeiten drei Wechselströme und sind in der Lage, sowohl einphasige als auch dreiphasige Motoren zu steuern.

1-Phasen-Frequenzumrichter sind in der Regel für kleinere Anwendungen mit niedrigerer Spannung (230 V) ausgelegt. Sie werden beispielsweise in Haushaltsgeräten wie Ventilatoren oder Pumpen verwendet. 3-Phasen-Frequenzumrichter (230 oder 400 V) sind in der Regel kraftvoller und können komplexere Maschinen steuern, z.B. in der Industrie.

Frequenzumrichter von Danfoss: VACON® und VLT®

Danfoss ist ein dänischer Energiespezialist für intelligente Antriebssysteme. Im Bereich der Frequenzumrichter gehört das Unternehmen zu den weltweit führenden Herstellern. Die Serien VACON® und VLT® sind echte Energiewunder. Sie machen die Drehzahlregelung zum Kinderspiel und sorgen für Nachhaltigkeit im gesamten System. Mit den Frequenzumrichtern von Danfoss erhöhen Sie die Arbeitseffizienz Ihrer Maschinen und entscheiden sich für High-Quality-Produkte.

Die Frequenzumformer decken einen Leistungsbereich von 0,75kW bis 5000 kW ab. Dadurch eignen sie sich für eine Vielzahl von Funktionen. Mit den Serien VACON® und VLT® hat es Danfoss geschafft, Frequenzumrichter zu entwickeln, die den Anforderungen der modernen Antriebstechnik entsprechen. Zu den Topsellern gehören der Danfoss VLT FC 302 (ehemals VLT 5000) und der Danfoss VLT FC 102.

Danfoss legt außerdem Wert auf eine benutzerfreundliche Bedienung der Frequenzumformer. Dazu gehört eine intuitive Benutzeroberfläche und Konfiguration. Um den anspruchsvollen Anforderungen industrieller Umgebungen standzuhalten, werden ausschließlich robuste und langlebige Materialien verarbeitet. So können die Frequenzumformer von Danfoss mit höchster Präzision und Zuverlässigkeit arbeiten.

Den richtigen Frequenzumrichter kaufen

Bei Frankonia können Sie Frequenzumrichter für Motoren, Pumpen und weitere Anwendungen kaufen. In unserem Onlineshop bieten wir Ihnen viele verschiedene Modelle mit unterschiedlichen Funktionen und Vorteilen an. Gemeinsam finden wir einen Umrichter, der zur Arbeitsweise und Leistung Ihres Systems passt. Wenn Sie einen Frequenzumrichter kaufen, sollten Sie auf verschiedene Kriterien achten, um eine einwandfreie Funktion zu gewährleisten. Dazu zählen:

• intuitive Bedienbarkeit
• breiter Leistungsbereich
• hochwertige Materialien
• kompakte Bauweise
• viele Funktionen (z.B. Drehzahlregelung, Überwachungs- und Sicherheitsfunktionen)
• einfache Reparatur und Wartung

Natürlich sind auch die Eigenschaften der Energiequelle und der angeschlossenen Arbeitsfunktion (z.B. Drehstrommotor) von Bedeutung:

• Welche Eingangsspannung steht zur Verfügung?
• Welche Ausgangsspannung soll erzeugt werden?
• Welcher Frequenzbereich wird benötigt?
• Welche Leistung soll erzeugt werden?
• Welche Schnittstellen sind vorhanden?

Frequenzumrichter: Ersatzteile und Reparatur

Bei Frankonia vertrauen auf die Umrichter von Danfoss. Dazu bieten wir Ihnen einen umfangreichen Reparatur- und Wartungsservice an. Bei einfachen Problemen können Sie die Diagnosefunktion Ihres Gerätes nutzen, um die Fehlerquellen zu identifizieren und zu beheben. Bei allen weiterführende Fragen hilft Ihnen unser Team weiter. Unsere Mitarbeiter sind für Sie da – z.B. wenn Sie Schwierigkeiten bei der Programmierung haben oder ein Ersatzteil benötigen. Nehmen Sie jetzt Kontakt auf!

Als Experte für Systemlösungen ist Frankonia auf ganzheitliche Lösungen spezialisiert. Wir beraten Sie nicht nur zu Frequenzumformern, sondern auch zu weiteren Komponenten aus der Antriebstechnik. So sorgen wir für eine optimale Funktion Ihres Gesamtsystems!