Lieferanten von Frequenzumrichter-Zubehör weisen darauf hin, dass der Einsatz von Frequenzumrichtern mit dem Beginn des Industriezeitalters immer beliebter wird. Um die richtige Wahl des Frequenzumrichters zu gewährleisten, muss zunächst der passende Typ anhand der Lastart bestimmt werden. Grundsätzlich gilt: Die Lastcharakteristik muss mit den Eigenschaften des Frequenzumrichters übereinstimmen.
Bei der Auswahl eines Frequenzumrichters sollte der tatsächliche Motorstrom als Grundlage dienen; die Nennleistung des Motors dient lediglich als Richtwert. Zudem ist zu beachten, dass das Ausgangssignal des Frequenzumrichters Oberschwingungen höherer Ordnung enthält, welche den Leistungsfaktor und den Wirkungsgrad des Motors verschlechtern können.
Spannungsanpassung: Die Nennspannung des Frequenzumrichters entspricht der Nennspannung des Motors.
Stromanpassung: Bei herkömmlichen Kreiselpumpen entspricht der Nennstrom des Frequenzumrichters dem Nennstrom des Motors. Bei speziellen Lasten wie Tiefwasserpumpen müssen die Motorkennwerte herangezogen werden, um den Umrichterstrom und die Überlastfähigkeit basierend auf dem Maximalstrom zu bestimmen. Die Stromeinstellung des Frequenzumrichters sollte mindestens das 1,1-Fache des Nennstroms des Motors betragen, der Maximalstrom wird üblicherweise auf das 1,5-Fache des Nennstroms des Motors eingestellt.
Über Eins zu Viele
Ein Frequenzumrichter mit mehreren Elektromotoren wird als „1:n-Umrichter“ bezeichnet. Die Leistung des Umrichters entspricht der Summe der Leistungen der einzelnen Motoren (basierend auf dem Strom) und sollte idealerweise um 10 bis 15 % erhöht werden. Gleichzeitig muss sichergestellt werden, dass jeder Motor optimal belastet wird, ohne unter- oder überlastet zu laufen. Jeder Motor sollte seine Aufgabe erfüllen, mit den anderen zusammenarbeiten und reibungslos funktionieren. Ist die Regelung jedoch mangelhaft, kommt es zu ungleichmäßiger Belastung, z. B. zu Überhitzung und Ausfall des stark belasteten Motors, was zum Ausfall des gesamten Systems führt – ein fataler Verlust. Daher ist bei längeren Verzögerungen besondere Vorsicht geboten.
Können wir also im Umkehrschluss einen weiteren Frequenzumrichter mit einem Elektromotor mitführen? Antwort: Absolut verboten!!!
Über Kabel
Wenn der Frequenzumrichter mit einem langen Kabel betrieben werden muss, sind Maßnahmen zu ergreifen, um den Einfluss des langen Kabels auf die Erdkopplungskapazität zu minimieren und eine unzureichende Ausgangsleistung des Frequenzumrichters zu vermeiden. In diesem Fall sollte die Leistung des Frequenzumrichters um eine Stufe erhöht oder eine Ausgangsdrossel am Ausgang des Frequenzumrichters installiert werden. Wird ein Frequenzumrichter zur Parallelsteuerung mehrerer Motoren verwendet, ist darauf zu achten, dass die Gesamtlänge der Kabel vom Frequenzumrichter zu den Motoren innerhalb des zulässigen Bereichs des Frequenzumrichters liegt.
Bezüglich spezieller Anwendungsszenarien
1. Bei hoher Umgebungstemperatur, hoher Schaltfrequenz und großer Höhe verringert sich die Leistungsfähigkeit des Frequenzumrichters, und es muss ein um eine Stufe verstärkter Frequenzumrichter ausgewählt werden.
2. Bei der Verwendung eines Frequenzumrichters zum Betrieb eines schnelllaufenden Motors führt die geringe Reaktanz des Motors zu einem Anstieg der Oberschwingungen und damit zu einem höheren Ausgangsstrom. Daher sollte die Leistung des Frequenzumrichters für schnelllaufende Motoren etwas höher sein als die des Umrichters für Standardmotoren.
3. Beim Betrieb explosionsgeschützter Motoren verfügt der Frequenzumrichter nicht über explosionsgeschützte Bauteile und sollte außerhalb explosionsgefährdeter Bereiche aufgestellt werden.
4. Bei der Auswahl eines Frequenzumrichters ist darauf zu achten, ob dessen Schutzart den Gegebenheiten vor Ort entspricht.
andere
1. Beim Betrieb eines Schleifringläufer-Asynchronmotors mit einem Frequenzumrichter werden meist die vorhandenen Motoren verwendet. Aufgrund von Stromwelligkeit kann es leicht zu Überstromauslösungen kommen. Daher sollte ein Frequenzumrichter mit etwas höherer Leistung als üblich gewählt werden.
2. Bei Lasten mit großen Drehmomentschwankungen wie Kompressoren und Vibrationsmaschinen sowie bei Spitzenlasten wie Hydraulikpumpen ist es notwendig, den Netzfrequenzbetrieb zu verstehen und einen Frequenzumrichter mit einem Nennausgangsstrom zu wählen, der größer als sein Maximalstrom ist.
3. Bei der Verwendung eines Frequenzumrichters zur Steuerung eines Roots-Gebläses ist aufgrund des hohen Anlaufstroms darauf zu achten, dass die Kapazität des Frequenzumrichters bei der Auswahl ausreichend groß ist.
4. Bei Verwendung eines Frequenzumrichters zum Antrieb eines Getriebemotors ist der Einsatzbereich durch die Schmierung der rotierenden Getriebeteile begrenzt. Die maximal zulässige Drehzahl darf nicht überschritten werden.
5. Einphasenmotoren sind für den Betrieb mit Frequenzumrichtern nicht geeignet.
Der Einfluss und die Messgrößen des Abstands zwischen Frequenzumrichter und Motor auf das System
In industriellen Einsatzgebieten lässt sich die Entfernung zwischen Frequenzumrichter und Motoranlage grob in drei Kategorien einteilen: große, mittlere und kurze Entfernung. Entfernungen bis 20 m gelten als kurze Entfernung, 20–100 m als mittlere Entfernung und über 100 m als große Entfernung.
Beträgt der Abstand zwischen Frequenzumrichter und Motor weniger als 20 m, kann der Motor direkt an den Frequenzumrichter angeschlossen werden.
Bei Verbindungen mittlerer Entfernung zwischen Frequenzumrichtern und Motoren im Bereich von 20 m bis 100 m ist es notwendig, die Trägerfrequenz des Frequenzumrichters anzupassen, um Oberschwingungen und Störungen zu reduzieren; Bei Verbindungen großer Entfernungen von über 100 m zwischen Frequenzumrichtern und Motoren sollte nicht nur die Trägerfrequenz mäßig reduziert, sondern auch Wechselstrom-Ausgangsdrosseln installiert werden.