Der Lieferant der Bremsanlage für Frequenzumrichter weist darauf hin, dass der technologische Anteil von Frequenzumrichtern im Vergleich zur herkömmlichen elektrischen Schaltungssteuerung relativ hoch ist. Da es sich um ein Gerät handelt, das starke und schwache elektrische Energie kombiniert, sind die Fehlerquellen vielfältig. Nur durch die Verbindung von Theorie und Praxis lassen sich kontinuierlich Erfahrungen sammeln. Im Folgenden finden Sie 15 häufig gestellte Fragen zu Frequenzumrichtern:
1. Was ist die Frequenzumwandlungsauflösung? Was bedeutet das?
Bei digital gesteuerten Frequenzumrichtern wird die Ausgangsfrequenz auch dann stufenweise ausgegeben, wenn das Frequenzsignal analog ist. Die kleinste Einheit dieser Pegeldifferenz wird als Frequenzumwandlungsauflösung bezeichnet. Üblicherweise liegt die Frequenzumwandlungsauflösung zwischen 0,015 und 0,5 Hz. Beträgt die Auflösung beispielsweise 0,5 Hz, kann eine Frequenz über 23 Hz auf 23,5 und 24,0 Hz geändert werden, sodass die Motoransteuerung ebenfalls stufenweise erfolgt. Dies stellt ein Problem für Anwendungen wie die kontinuierliche Ansteuerung von Rolltoren dar. In diesem Fall kann eine Auflösung von etwa 0,015 Hz bei einem 4-stufigen Motor Pegeldifferenzen von 1 U/min oder weniger vollständig ausgleichen. Darüber hinaus weisen einige Modelle eine von der Ausgangsauflösung abweichende Sollauflösung auf.
2. Welche Bedeutung hat es, Modelle zu haben, bei denen Beschleunigungszeit und Verzögerungszeit separat angegeben werden können, und Modelle, bei denen Beschleunigungszeit und Verzögerungszeit zusammen angegeben werden können?
Beschleunigung und Verzögerung können für verschiedene Maschinentypen separat angegeben werden. Dies eignet sich für Situationen mit kurzer Beschleunigung, langsamer Verzögerung oder wenn bei kleinen Werkzeugmaschinen strenge Produktionszykluszeiten erforderlich sind. Bei Anwendungen wie dem Lüfterantrieb sind Beschleunigungs- und Verzögerungszeiten jedoch relativ lang, sodass sie gemeinsam angegeben werden können.
3. Was ist regeneratives Bremsen?
Wird die Sollfrequenz während des Betriebs des Elektromotors reduziert, fungiert dieser als Asynchrongenerator und Bremse – ein Vorgang, der als regenerative (elektrische) Bremsung bezeichnet wird. Die energieverbrauchende Bremsanlage kann die bei der Drehzahlregelung und anderen Prozessen des Motors erzeugte regenerative elektrische Energie über den Bremswiderstand freisetzen, um ein ausreichendes Bremsmoment zu erzeugen und so den ordnungsgemäßen Betrieb von Geräten wie Frequenzumrichtern sicherzustellen.
4. Können wir eine größere Bremskraft erzielen?
Die vom Motor zurückgewonnene Energie wird im Filterkondensator des Frequenzumrichters gespeichert. Aufgrund der Kapazität und des Spannungswiderstands des Kondensators beträgt die Bremskraft eines herkömmlichen Frequenzumrichters etwa 10 % bis 20 % des Nenndrehmoments. Mit optionalen Bremseinheiten kann sie 50 % bis 100 % erreichen.
5. Welche Schutzfunktion hat der Frequenzumrichter?
Die Schutzfunktion lässt sich in zwei Kategorien unterteilen: (1) Automatische Korrekturmaßnahmen nach Erkennung von Anomalien, wie z. B. Schutz vor Überstrom- und Rückspeisungsblockaden. (2) Sperrung des PWM-Steuersignals des Leistungshalbleiterbauelements zur automatischen Motorabschaltung nach Erkennung von Anomalien. Beispiele hierfür sind Schutz vor Überstromabschaltung, Rückspeisungsüberspannungsabschaltung, Überhitzung des Halbleiterlüfters und kurzzeitigem Stromausfall.
6. Warum wird die Schutzfunktion des Frequenzumrichters aktiviert, wenn die Kupplung dauerhaft belastet wird?
Beim Anschließen einer Last über eine Kupplung wechselt der Motor im Moment des Anschließens schlagartig vom Leerlauf in einen Bereich mit hohem Schlupf. Der dabei entstehende hohe Strom führt zu einer Überstromabschaltung des Frequenzumrichters, sodass dieser nicht mehr betrieben werden kann.
7. Warum schaltet sich der Frequenzumrichter ab, wenn große Motoren in derselben Fabrik gleichzeitig laufen?
Beim Anlauf des Motors fließt ein Anlaufstrom entsprechend seiner Nennleistung, wodurch am Transformator auf der Statorseite ein Spannungsabfall entsteht. Bei Motoren mit hoher Nennleistung hat dieser Spannungsabfall erhebliche Auswirkungen. Der an denselben Transformator angeschlossene Frequenzumrichter prüft auf Unterspannung oder drohenden Stillstand, wodurch die Schutzfunktion (IPE) aktiviert wird und den Motor abschaltet.
8. Was versteht man unter Stall Prevention Function?
Ist die vorgegebene Beschleunigungszeit zu kurz und ändert sich die Ausgangsfrequenz des Frequenzumrichters deutlich stärker als die Drehzahl (elektrische Kreisfrequenz), schaltet der Frequenzumrichter aufgrund von Überstrom ab und stoppt den Motor. Dies wird als Stillstand bezeichnet. Um ein Weiterlaufen des Motors aufgrund eines Stillstands zu verhindern, muss die Stromstärke für die Frequenzregelung erfasst werden. Ist der Beschleunigungsstrom zu hoch, muss die Beschleunigungsrate entsprechend reduziert werden. Dasselbe gilt für die Verzögerung. Die Kombination beider Vorgänge bildet die Stillstandsfunktion.
9. Gibt es Einschränkungen hinsichtlich der Einbaurichtung bei der Installation eines Frequenzumrichters?
Die interne und rückseitige Konstruktion des Frequenzumrichters berücksichtigt den Kühleffekt, und die vertikale Ausrichtung ist für die Belüftung ebenfalls wichtig. Daher sollten Geräte, die in einer Scheibe eingebaut oder an der Wand montiert werden, möglichst vertikal installiert werden.
10. Wechselrichterüberspannung
Ein Überspannungsalarm tritt üblicherweise auf, wenn die Maschine stillsteht. Hauptursache hierfür ist eine zu kurze Verzögerungszeit oder es liegen Probleme mit dem Bremswiderstand und der Bremsanlage vor.
11. Die Temperatur des Frequenzumrichters ist zu hoch.
Darüber hinaus weist der Frequenzumrichter einen Hochtemperaturfehler auf. Sollte ein Hochtemperaturalarm ausgelöst werden und der Temperatursensor als in Ordnung befunden werden, ist möglicherweise eine Störung die Ursache. Der Fehler kann durch Abschirmung behoben werden. Lüfter und Belüftung des Frequenzumrichters sollten ebenfalls überprüft werden. Bei anderen Fehlertypen empfiehlt es sich, den Hersteller zu kontaktieren, um schnellstmöglich eine praktikable Lösung zu finden.
12. Überstrom ist das am häufigsten auftretende Phänomen bei Frequenzumrichteralarmen.
Überstromphänomen des Wechselrichters
(1) Beim Wiederanlauf schaltet das Gerät ab, sobald die Drehzahl ansteigt. Dies ist ein sehr ernstes Überstromphänomen. Die Hauptursachen sind: Kurzschluss im Verbraucher, blockierte mechanische Teile; ein beschädigtes Wechselrichtermodul; Ursachen wie beispielsweise ein unzureichendes Drehmoment des Elektromotors.
(2) Beim Einschalten kommt es zu einem plötzlichen Auslösen, das sich in der Regel nicht beheben lässt. Hauptursachen hierfür sind Modul-, Ansteuerschaltungs- oder Stromerkennungsschaltungsfehler. Die Hauptgründe für ein Auslösen nicht sofort beim Neustart, sondern erst während der Beschleunigung sind: Die Beschleunigungszeit ist zu kurz eingestellt, der Stromgrenzwert zu niedrig und die Drehmomentkompensation (V/F) zu hoch.
13. Ist es möglich, den Motor ohne Sanftanlauf direkt an einen Festfrequenzumrichter anzuschließen?
Bei sehr niedrigen Frequenzen ist dies möglich, aber auch bei hohen Frequenzen sind die Bedingungen für einen direkten Anlauf mit derselben Netzfrequenz ähnlich. Fließt ein hoher Anlaufstrom (6- bis 7-facher Nennstrom), kann der Motor aufgrund der Überstromabschaltung durch den Frequenzumrichter nicht anlaufen.
14. Welche Probleme sind zu beachten, wenn der Motor mit einer Frequenz von über 60 Hz betrieben wird?
Bei einem Betrieb mit Frequenzen über 60 Hz sind folgende Vorsichtsmaßnahmen zu treffen.
(1) Maschinen und Geräte sollten mit dieser Drehzahl so weit wie möglich betrieben werden (mechanische Festigkeit, Geräuschentwicklung, Vibrationen usw.).
(2) Wenn der Motor in den Bereich konstanter Leistungsabgabe eintritt, sollte sein Ausgangsdrehmoment in der Lage sein, den Betrieb aufrechtzuerhalten (die Ausgangsleistung von Wellen wie Lüftern und Pumpen steigt proportional zur dritten Potenz der Drehzahl, daher ist auch bei einer leichten Drehzahlerhöhung Vorsicht geboten).
(3) Die Frage der Lagerlebensdauer sollte eingehend geprüft werden.
Was passiert, wenn der Frequenzumrichter längere Zeit nicht benutzt wird?
1. Die Schmierflüssigkeit für die Lager des Frequenzumrichterlüfters ist eingetrocknet, was dessen Funktion beeinträchtigt.
2. Hochspannungsfilterkondensatoren neigen zum Ausbeulen, wenn sie längere Zeit nicht benutzt werden, während Niederspannungs-Elektrolytkondensatoren zum Auslaufen neigen.