Klassifizierung und Funktionsprinzip von Frequenzumrichtern

Der Lieferant der Bremsanlage für Frequenzumrichter weist darauf hin, dass ein Frequenzumrichter ein Leistungssteuergerät ist, das mithilfe von Frequenzumwandlungs- und Mikroelektroniktechnologie Wechselstrommotoren durch Änderung der Betriebsfrequenz steuert. Der Frequenzumrichter besteht im Wesentlichen aus Gleichrichter (AC zu DC), Filter, Wechselrichter (DC zu AC), Bremsanlage, Ansteuereinheit, Detektionseinheit, Mikroprozessor usw. Durch Abschalten der internen IGBTs passt der Frequenzumrichter Spannung und Frequenz der Ausgangsleistung an und stellt so die benötigte Versorgungsspannung entsprechend dem tatsächlichen Bedarf des Motors bereit. Dies ermöglicht Energieeinsparung und Drehzahlregelung. Darüber hinaus verfügt der Frequenzumrichter über zahlreiche Schutzfunktionen wie Überstrom-, Überspannungs- und Überlastschutz. Mit der fortschreitenden industriellen Automatisierung finden Frequenzumrichter immer breitere Anwendung.

Klassifizierung von Frequenzumrichtern

Es gibt verschiedene Klassifizierungsmethoden für Frequenzumrichter. Nach der Betriebsart des Hauptstromkreises lassen sie sich in spannungsgesteuerte und stromgesteuerte Frequenzumrichter unterteilen. Nach der Schaltregelung unterscheidet man zwischen PAM-gesteuerten, PWM-gesteuerten und PWM-gesteuerten Frequenzumrichtern mit hoher Trägerfrequenz. Bezüglich des Funktionsprinzips werden sie beispielsweise in V/f-gesteuerte, Schlupffrequenz-gesteuerte und Vektor-gesteuerte Frequenzumrichter klassifiziert. Nach ihrer Anwendung lassen sie sich in Allzweck-Frequenzumrichter, Hochleistungs-Frequenzumrichter, Hochfrequenz-Frequenzumrichter, Einphasen-Frequenzumrichter und Dreiphasen-Frequenzumrichter einteilen.

VVVF: Variable Spannung, variable Frequenz. CVCF: Konstante Spannung, konstante Frequenz. Die in verschiedenen Ländern für Haushalte und Fabriken verwendete Wechselstromversorgung hat eine Spannung und Frequenz von beispielsweise 400 V/50 Hz oder 200 V/60 Hz (50 Hz). Ein Gerät, das Wechselstrom mit fester Spannung und Frequenz in Wechselstrom mit variabler Spannung oder Frequenz umwandelt, wird üblicherweise als Frequenzumrichter bezeichnet. Um variable Spannung und Frequenz zu erzeugen, muss das Gerät zunächst den Wechselstrom der Stromversorgung in Gleichstrom (DC) umwandeln.

Der zur Motorsteuerung verwendete Frequenzumrichter kann sowohl Spannung als auch Frequenz verändern.

Funktionsprinzip des Frequenzumrichters

Wir wissen, dass der Ausdruck für die Synchrondrehzahl eines Wechselstrommotors lautet:

n=60 f(1-s)/p (1), Wo:

N – Drehzahl des Asynchronmotors;

F - Frequenz des Asynchronmotors;

S - Schlupfrate des Motors;

P – Polzahl des Elektromotors.

Gemäß der Formel ist die Drehzahl n proportional zur Frequenz f. Durch Ändern der Frequenz f lässt sich die Motordrehzahl anpassen. Im Frequenzbereich von 0–50 Hz ist der Einstellbereich der Motordrehzahl sehr groß. Der Frequenzumrichter ist eine ideale, hocheffiziente und leistungsstarke Methode zur Drehzahlregelung, da er die Drehzahl durch Änderung der Versorgungsfrequenz des Motors anpasst.