Anbieter von Energierückkopplungsgeräten weisen darauf hin, dass drehzahlgeregelte Motoren mit variabler Frequenz (auch Frequenzumrichter genannt) ein Oberbegriff für Motoren sind, die von Frequenzumrichtern angetrieben werden. Zu ihren Vorteilen zählen die Anlauffunktion, die Reduzierung des Stator- und Rotorwiderstands durch elektromagnetische Bauweise, die Eignung für häufige Schaltvorgänge unter verschiedenen Betriebsbedingungen sowie die damit verbundene Energieeinsparung. Sie haben sich mittlerweile zum Standardverfahren der Drehzahlregelung entwickelt und finden breite Anwendung in verschiedenen Branchen mit stufenloser Kraftübertragung.
(1) Die Reaktanz von Hochgeschwindigkeitsmotoren ist gering, und Oberschwingungen höherer Ordnung erhöhen den Stromwert. Daher sollte die Kapazität des Frequenzumrichters für Hochgeschwindigkeitsmotoren etwas höher sein als für Standardmotoren. Bei konstantem GD2 des Antriebssystems ist der Drehzahlbereich von Hochgeschwindigkeitsmotoren groß, und die Beschleunigungs-/Verzögerungszeit ist relativ lang. Daher sollte die Beschleunigungs-/Verzögerungszeit etwas länger eingestellt werden.
(2) Bei Verwendung eines Frequenzumrichters für einen Motor mit variabler Polzahl ist ein größerer Drehzahlbereich des Umrichters von Vorteil. Dabei ist jedoch unbedingt darauf zu achten, dass die Kapazität des Frequenzumrichters so gewählt wird, dass der maximale Nennstrom des Motors unter dem Nennausgangsstrom des Frequenzumrichters liegt. Vor dem Umschalten der Polzahl im laufenden Betrieb muss der Motor unbedingt angehalten werden. Andernfalls kann es zu einer Überspannungs- oder Überstromschutzfunktion kommen, was zum Stillstand des Motors und zu schweren Schäden am Frequenzumrichter führen kann.
(3) Beim Betrieb explosionsgeschützter Motoren muss der Frequenzumrichter aufgrund fehlender explosionsgeschützter Strukturen außerhalb explosionsgefährdeter Bereiche oder innerhalb explosionsgeschützter Gehäuse aufgestellt werden.
(4) Bei Verwendung eines Frequenzumrichters zum Antrieb eines Getriebemotors ist der Einsatzbereich durch die Schmierung der rotierenden Getriebeteile begrenzt. Bei hohen Drehzahlen oberhalb der Nenndrehzahl besteht die Gefahr, dass das Schmieröl ausgeht. Daher darf die maximal zulässige Drehzahl nicht überschritten werden. Auch die Geräuschentwicklung der Zahnräder ist zu beachten.
(5) Beim Betrieb eines Schleifringläufermotors mit einem Frequenzumrichter kann es aufgrund der niedrigen Impedanz des Schleifringläufermotors leicht zu Überstromauslösungen durch Restwelligkeit kommen. Daher sollte ein Frequenzumrichter mit etwas höherer Leistung als üblich gewählt werden. Schleifringläufermotoren werden häufig dort eingesetzt, wo das Schwungraddrehmoment GD2 hoch ist. Hierbei ist auf die Einstellung der Beschleunigungs-/Verzögerungszeiten zu achten.
(6) Beim Betrieb eines Synchronmotors verringert sich die Ausgangsleistung um 10 % gegenüber der Netzfrequenzversorgung. Der Dauerausgangsstrom des Frequenzumrichters muss größer sein als das Produkt aus Nennstrom des Synchronmotors und dem Sollwert des Synchronbahnstroms.
(7) Bei Lasten mit großen Drehmomentschwankungen wie Kompressoren und Vibratoren sowie bei Lastspitzen wie Hydraulikpumpen besteht die Möglichkeit eines Überstromschutzes aufgrund von Stromspitzen, wenn der Frequenzumrichter anhand des Nennstroms oder der Nennleistung des Motors bestimmt wird. Ein praktikabler Ansatz ist die Beobachtung des Stromverlaufs im Netzfrequenzbetrieb und die Auswahl eines Frequenzumrichters mit einem Nennausgangsstrom, der größer als sein Maximalstrom ist.
(8) Beim Betrieb eines Tauchpumpenmotors mit einem Frequenzumrichter muss der Nennstrom des Frequenzumrichters größer sein als der des Tauchpumpenmotors, da dessen Nennstrom höher ist als der eines normalen Motors.
(9) Einphasenmotoren sind nicht für den Betrieb mit Frequenzumrichtern geeignet. Bei Verwendung eines kondensatorbasierten Einphasenmotors kann der Kondensator durch die Einwirkung von Hochfrequenzstrom beschädigt werden.
Während des Betriebs des Frequenzumrichters können Motorstörungen auftreten. Daher ist es neben der Überprüfung des Frequenzumrichters notwendig, auch die einwandfreie Funktion aller Motorkomponenten zu kontrollieren. Die regelmäßige Wartung der Elektromotoren ist ebenfalls zu beachten.