Lieferanten von Frequenzumrichter-Zubehör weisen darauf hin, dass die Ausgangsspannung eines Frequenzumrichters eher einer Sinuswelle ähnelt als einer exakten Sinuswelle zu entsprechen. Die Spannungsform enthält zahlreiche Oberwellen, insbesondere höhere Harmonische. Diese können den Ausgangsstrom des Frequenzumrichters erhöhen, zu einer Erwärmung der Motorwicklung, Vibrationen und Geräuschen führen, die Alterung der Isolierung beschleunigen und den Motor sogar beschädigen. Gleichzeitig können Oberwellen unterschiedlicher Frequenzen Funkstörungen in den Weltraum abgeben, die zu Fehlfunktionen anderer elektromechanischer Geräte führen können.
Daher ist es bei der Installation eines Frequenzumrichters notwendig, den Abstand zwischen der zentralen Leitwarte, dem Frequenzumrichter und dem Motor umfassend zu berücksichtigen, um die Auswirkungen von Oberschwingungen zu minimieren und die Stabilität der Regelung zu verbessern.
(1) Definition der Entfernung:
1. Nahbereich: Der Abstand zwischen dem Frequenzumrichter und dem Motor beträgt ≤ 20 m;
2. Mittlere Distanz: Die Distanz zwischen dem Frequenzumrichter und dem Motor beträgt > 20 m und ≤ 100 m;
3. Abstand: Der Abstand zwischen dem Frequenzumrichter und dem Motor beträgt mehr als 100 m.
(2) In industriellen Umgebungen:
1. Nahbereich: Der Frequenzumrichter und der Motor können direkt miteinander verbunden werden;
2. Mittlere Entfernung: Der Frequenzumrichter und der Motor können direkt verbunden werden, allerdings muss die Trägerfrequenz des Frequenzumrichters angepasst werden, um Oberschwingungen und Störungen zu reduzieren;
3. Große Entfernung: Der Frequenzumrichter und der Motor können direkt verbunden werden. Dies erfordert nicht nur die Anpassung der Trägerfrequenz des Frequenzumrichters zur Reduzierung von Oberschwingungen und Störungen, sondern auch den Einbau einer Ausgangs-Wechselstromdrossel.
(3) In hochautomatisierten Fabriken:
In hochautomatisierten Fabriken müssen alle Anlagen im zentralen Kontrollraum überwacht und gesteuert werden. Daher muss auch das Signal des Frequenzumrichtersystems an den zentralen Kontrollraum gesendet werden.
1. Nahbereich: Befindet sich der Frequenzumrichter im zentralen Kontrollraum, kann die Konsole direkt mit ihm verbunden und über 0-5/10-V-Spannungssignale sowie Schaltsignale gesteuert werden. Allerdings kann die elektromagnetische Strahlung der hochfrequenten Schaltsignale des Frequenzumrichters Störungen des schwachen Stromsteuersignals verursachen. Daher ist eine besonders saubere und ordentliche Installation nicht erforderlich. Aus diesem Grund sollte der Frequenzumrichter im zentralen Kontrollraum platziert werden.
2. Mittlere Entfernung: bezieht sich auf die Entfernung zwischen dem Frequenzumrichter und dem zentralen Kontrollraum, die über ein 4-20mA-Stromsignal und bestimmte Schaltwerte gesteuert und verbunden werden kann; Bei größerer Entfernung kann die Verbindung über eine serielle RS485-Kommunikation hergestellt werden;
3. Große Entfernung: Das heißt, die Entfernung zwischen dem Frequenzumrichter und der zentralen Leitwarte beträgt mehr als 100 m. In diesem Fall können Kommunikationszwischenrelais eingesetzt werden, um eine Entfernung von 1 km zu überbrücken. Bei größeren Entfernungen sind Glasfaserverbindungen erforderlich, die Entfernungen von bis zu 23 km ermöglichen.
Durch die Verwendung von Kommunikationskabeln lässt sich problemlos ein mehrstufiges Antriebssteuerungssystem realisieren, wodurch Anforderungen wie Master/Slave- und Synchronsteuerung erfüllt werden. Die Anbindung an das weit verbreitete Feldbussystem steigert die Datenübertragungsrate erheblich. Die Vergrößerung des Abstands zwischen der zentralen Leitwarte und dem Umrichterschrank ermöglicht eine Verringerung des Abstands zwischen Umrichter und Motor und verbessert so die Systemleistung durch eine optimierte Anordnung.