Ein Frequenzumrichter wandelt die feste Netzfrequenz (typischerweise 50 oder 60 Hz) in eine variable Ausgangsfrequenz um. Dadurch lassen sich Drehzahl, Drehmoment und Leistung elektrischer Antriebe präzise steuern. Auch in der Netz- und Bahnstromtechnik spielen Frequenzumrichter eine zunehmend wichtige Rolle. Mit hohen Investitionssummen in Antriebstechnik und Industrieanlagen werden Frequenzumrichter zu strategischen Komponenten der Energieeffizienzstrategie.
Wie funktioniert ein Frequenzumrichter?
Im ersten Schritt wird der ankommende Wechselstrom über einen Gleichrichter in Gleichstrom gewandelt. Anschließend erzeugt ein Wechselrichter aus dem Gleichstrom eine neue, in Frequenz und Amplitude einstellbare Wechselspannung. So lassen sich beispielsweise Asynchronmotoren stufenlos regeln, was den Energieverbrauch in vielen industriellen Anwendungen erheblich senkt.
Wichtige Eigenschaften im Überblick
- Energieeinsparung durch bedarfsgerechte Motorregelung
- Sanfter Anlauf und kontrollierter Auslauf von Antrieben
- Reduzierung von Lastspitzen und mechanischem Verschleiß
- Integration in übergeordnete Automatisierungssysteme
- Einsatz in Pumpen, Lüftern, Förderanlagen, Kompressoren und Bahnsystemen
- Active-Front-End-Umrichter mit Energierückspeisung
- Mittelspannungsumrichter für Großantriebe bis mehreren MW
Häufig gestellte Fragen
Wie viel Energie lässt sich durch den Einsatz eines Frequenzumrichters einsparen?
Bei drehzahlvariablen Anwendungen wie Pumpen und Lüftern sind Einsparungen von 30 bis 50 Prozent realistisch, da die Leistung kubisch mit der Drehzahl steigt. Über die Lebensdauer eines Antriebs amortisiert sich der Umrichter dadurch häufig in wenigen Jahren.
Welche Schutzkomponenten werden im Umfeld eines Frequenzumrichters benötigt?
Üblich sind Netz- und Motordrosseln, Filter zur Reduktion von Oberschwingungen sowie Sicherungen und gegebenenfalls separate Trenntransformatoren. Diese Komponenten schützen sowohl den Umrichter als auch das vor- und nachgelagerte Netz.
Welche Auswirkungen hat ein Frequenzumrichter auf die Netzqualität?
Frequenzumrichter erzeugen Oberschwingungen, die das Netz belasten können. Netz- und Motordrosseln sowie passive oder aktive Filter reduzieren diese Effekte. Bei größeren Anlagen ist eine netzqualitätsbezogene Auslegung des Anschlusses unverzichtbar.
Welche Schutzfunktionen sind in modernen Umrichtern integriert?
Standard sind Überstrom-, Überlast-, Übertemperatur-, Erdschluss-, Unter- und Überspannungsschutz, Schutz gegen Phasenausfall sowie umfangreiche Diagnose- und Statusmeldungen. Über Feldbus oder Ethernet sind diese Daten in übergeordnete Steuerungen integrierbar und ermöglichen vorausschauende Wartung.
Für die Auslegung von Antriebslösungen mit Frequenzumrichtern und passenden Filterkomponenten beraten wir Sie gerne. Kontaktieren Sie uns für ein individuelles Konzept.