Methoden und Prinzipien zur Auswahl von Frequenzumrichtern

Der Lieferant der Bremsanlage für Frequenzumrichter weist darauf hin, dass bei der Auswahl eines Frequenzumrichters folgende Faktoren zu berücksichtigen sind: Marke, Leistung, Stromstärke, Spannung, Last (d. h. das vom Motor angetriebene Gerät) und Anwendungsszenarien. Darüber hinaus sind optionale Zubehörteile zu beachten, beispielsweise ob das Bedienfeld separat erworben werden muss und ob Filter, Drosseln, Bremswiderstände, Bremsanlagen usw. benötigt werden. Für bestimmte professionelle Anwendungen empfiehlt sich der Einsatz spezieller Frequenzumrichter. So ist beispielsweise in Spritzgießmaschinen, Aufzügen und der Textilindustrie der Einsatz eines solchen Umrichters ratsam.

 

Die Markenwahl ist sowohl aus geschäftlicher als auch aus technischer Sicht entscheidend. Auf dem Markt gibt es Hunderte von Marken, und die Modelle von Frequenzumrichtern werden üblicherweise anhand ihrer Leistung definiert. Zu beachten ist, dass importierte Bedienfelder separat erworben werden müssen und nicht im Preis des Frequenzumrichters enthalten sind, während bei inländischen Frequenzumrichtern das Bedienfeld in der Regel enthalten ist. Grundsätzlich dient die Motorleistung als Grundlage für die Auswahl der Frequenzumrichterleistung. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass der tatsächliche Motorstrom als Grundlage für die Auswahl des Frequenzumrichters dienen sollte und die Nennleistung des Motors nur als Richtwert dient. Da Ventilatoren und Wasserpumpen in der Regel relativ geringe Lasten aufweisen, bieten Frequenzumrichterhersteller meist spezialisierte Frequenzumrichterserien an.

 

Hier sind einige Auswahlkriterien:

 

1. Wählen Sie einen Frequenzumrichter anhand der Lastcharakteristika.

2. 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 beeinträchtigen können.

3. Wenn der Frequenzumrichter mit einem langen Kabel betrieben werden muss, sollte er durch ein Untersetzungsgetriebe verstärkt oder am Ausgangsende des Frequenzumrichters eine Ausgangsdrossel installiert werden.

4. Wenn ein Frequenzumrichter zur Steuerung mehrerer Motoren parallel verwendet wird, ist darauf zu achten, dass die Gesamtlänge der Kabel vom Frequenzumrichter zu den Motoren innerhalb des zulässigen Bereichs des Frequenzumrichters liegt.

5. Bei bestimmten Anwendungsszenarien, wie z. B. hohen Umgebungstemperaturen, hohen Schaltfrequenzen, großen Höhen usw., kann dies zu einer Verringerung der Kapazität des Frequenzumrichters führen. In diesem Fall muss der Frequenzumrichter zur Auswahl um eine Stufe verstärkt werden.

6. Bei der Auswahl eines Frequenzumrichters für Hochgeschwindigkeitsmotoren sollte dieser etwas größer dimensioniert sein als der Frequenzumrichter für normale Motoren.

7. Bei der Verwendung eines Frequenzumrichters für einen Motor mit variabler Polzahl ist besonders darauf zu achten, dass die Leistung des Frequenzumrichters so gewählt wird, dass sein maximaler Nennstrom unter dem Nennausgangsstrom des Frequenzumrichters liegt.

8. Beim Betrieb explosionsgeschützter Motoren verfügt der Frequenzumrichter nicht über explosionsgeschützte Bauteile und sollte außerhalb explosionsgefährdeter Bereiche aufgestellt werden.

9. 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.

10. Beim Betrieb eines Schleifringläufermotors 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.

11. Beim Betrieb eines Synchronmotors mit einem Frequenzumrichter verringert sich die Ausgangsleistung im Vergleich zu einer Netzfrequenzquelle um 10 bis 20 Prozent.

12. 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.

13. 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.

14. Bei der Auswahl eines Frequenzumrichters ist darauf zu achten, ob dessen Schutzart den Gegebenheiten vor Ort entspricht.

15. Einphasenmotoren sind für den Betrieb mit Frequenzumrichtern ungeeignet. Selbst bei hoher Zuverlässigkeit des Umrichtergehäuses kann die Zuverlässigkeit oder Funktionsfähigkeit des resultierenden Drehzahlregelungssystems nicht gewährleistet werden, wenn die Auswahl und Auslegung des Umrichters nicht optimal sind. Wie lässt sich dann ein normaler und effizienter Betrieb des Systems sicherstellen? Die Auslegung des Frequenzumrichters muss angepasst werden. Wählen Sie zunächst den geeigneten Umrichtertyp entsprechend der Lastart.

 

Das allgemeine Prinzip besteht darin, die Eigenschaften der Last mit den Eigenschaften des Frequenzumrichters in Einklang zu bringen.

 

(1) Anlage zur Erzeugung eines konstanten Drehmoments – Innerhalb des Drehzahlbereichs bleibt das Lastdrehmoment im Wesentlichen konstant. Es sollte ein Frequenzumrichter mit konstantem Drehmomentverhalten ausgewählt werden. Seine Überlastfähigkeit beträgt 150 % des Nennstroms für 1 Minute.

(2) Geräte mit quadratischem Drehmomentverlauf – Innerhalb des Drehzahlbereichs ist das Lastdrehmoment proportional zum Quadrat der Drehzahl, d. h. M ∝ n². Kreiselventilatoren und Wasserpumpen sind typische Beispiele hierfür. Ein Frequenzumrichter mit M ∝ n²-Kennlinie weist eine geringere Überlastfähigkeit auf; bei einer Überlastung von 110 % bis 120 % des Nennstroms für 1 Minute,

(3) Produktionsanlagen mit konstanter Leistungslast – innerhalb des Drehzahlbereichs, niedrige Drehzahl und hohes Drehmoment; Hohe Drehzahl und niedriges Drehmoment, typische Anlagen wie Werkzeugmaschinen und Wickelmechanismen.