Einsparpotentiale durch die Steuerung von Drehstrommotoren

Unser normales Stromnetz funktioniert auf Basis einer 50Hz Wechselspannung. Ist ein Antrieb für Wechselspannung ausgelegt, so kann ein Frequenzumrichter zur Drehzahlregelung eingesetzt werden.

Elektronische Drehzahlregelungen nehmen heute eine wichtige Funktion beispielsweise innerhalb der Gebäudeautomatisierung ein. Steigende Strompreise und Umweltschutzbedingungen erfordern es, alle Prozesse möglichst optimal aufeinander abzustimmen, um Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnikanlagen (HLK) möglichst energieeffizient zu betreiben - das gilt für industrielle Anlagen genau so wie für Privathaushalte.

Anwendung und Funktion

Es gibt zahlreiche Anwendungsgebiete, auf denen Frequenzumrichter zum Einsatz kommen, unter anderem bei elektrischen Bahnen, Pump- oder Lüfteranwendungen, Hebeanwendungen oder Fortbewegungsanwendungen. Vor allem bei Servoantrieben kommen Frequenzumrichter zur Anwendung. Im Gegensatz zu den ersten Modellen sind moderne Frequenzumrichter um einiges kleiner geworden, an dem grundlegenden Funktionsprinzip hat sich jedoch bis heute nichts geändert.

Die Idee hinter dem Frequenzumwandler ist die, dass sich die Drehzahl eines Drehstromasynchronmotors durch die Frequenz der elektrischen Spannung variieren lässt, während das Drehmoment von der Spannung abhängt. Es ist also gleichzeitig nötig, nicht nur die Frequenz, sondern auch die Ausgangsspannung des Frequenzumrichters anzupassen. Soll beispielsweise ein Motor, der für den Betrieb bei 50Hz ausgelegt ist, nur mit der Hälfte seiner regulären Drehzahl betrieben werden, wird die Frequenz ebenfalls auf die Hälfte abgesenkt. Den Ausgleich des Drehmoments über die Spannung übernimmt der Frequenzumrichter mit.

Je nach Anwendung kommen dabei unterschiedliche Frequenzumrichter zum Einsatz, welche sich jeweils in Parametrierung und Charakteristik unterscheiden. Konkrete Anwendung finden Frequenzumrichter zum Beispiel in der Gebäudetechnik.

Frequenzumrichter in der Gebäudetechnik

HLK Anlagen sind in der Regel auf den Betrieb unter Vollast ausgelegt. Der tatsächliche Bedarf liegt in den allermeisten Fällen jedoch weit unter dieser ausgelegten Leistung. Ungeregelt würden Pumpen und Lüfter dennoch ständig unter Vollast laufen und früher als eigentlich nötig verschleißen. Mit einem Frequenzumrichter jedoch lässt sich die Leistung immer dem augenblicklichen Bedarf anpassen.

Neben dem Energieeinsparpotential bieten moderne Frequenzumrichter weiterhin zusätzliche Funktionen, so können sie beispielsweise Fehler innerhalb eines Systems automatisch erkennen und etwa bei einem Pumpenausfall den Motor stoppen. Mit Frequenzumrichtern wird es also auch möglich, intelligente Anlagen zu konzipieren. Frequenzumrichter sind einfach zu installieren, es gibt ein großes Angebot an Schnittstellen, sie sind äußerst wartungsfreundlich und weisen dabei keine große Fehleranfälligkeit auf.

In der Diskussion um Klimawandel und die globale Erwärmung spielen Frequenzumrichter eine äußerst vielversprechende Rolle. Werden Diese konsequent eingesetzt, ergeben sich enorme Energieeinsparpotentiale.

Stichwörter

• Drehstrommotor regeln
• Frequenzumricher
• Drehzahlregelung bei Elektromotoren

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