Was ist ein Frequenzumrichter
Ein Frequenzumrichter, auch Frequenzumrichter oder VFD genannt, ist ein elektronisches Gerät, das den Wechselstrom des Netzes in eine Spannung und Frequenz umwandelt, die den Anforderungen des Motorantriebs entspricht. Dieses Gerät hat viele Einsatzmöglichkeiten und kann den Energieverbrauch und die Betriebskosten in gewerblichen und industriellen Umgebungen erheblich senken.
Ein Frequenzumrichter wird häufig zur Steuerung der Drehzahl von Lüftern und Pumpen eingesetzt. Traditionell werden diese Geräte mit 400 VAC, 50 Hz Strom versorgt und können nur mit einer festgelegten Geschwindigkeit laufen. Durch die Umwandlung dieses Stroms in eine höhere oder niedrigere Frequenz können diese Geräte mit jeder gewünschten Geschwindigkeit betrieben werden. Dies ist besonders wichtig, wenn das zu versorgende Gerät empfindlich auf die Frequenz der Stromversorgung reagiert, beispielsweise ein geschwindigkeitsempfindlicher Motor.
Neben der Steuerung der Betriebsgeschwindigkeit der Anlage kann ein Frequenzumrichter auch zur Prozesssteuerung eingesetzt werden. Dies ist besonders wichtig bei Anwendungen wie der industriellen Bearbeitung und Produktion, bei denen eine genaue Prozesszeitsteuerung von entscheidender Bedeutung ist. Dies ist möglich, weil der eingehende Wechselstrom von der Gleichrichterstufe des Frequenzumrichters in Gleichstrom umgewandelt und dann von seinem Wechselrichter wieder in Wechselstrom einer anderen Frequenz umgewandelt wird. Dies geschieht meist mit Thyristoren, IGBTs oder anderen Halbleiterbauelementen.
Was ist ein Frequenzumrichter, der auch als Frequenzumrichter bezeichnet wird?
Obwohl die Grundfunktionalität eines Frequenzumrichters der eines Wechselrichters ähnelt, ist es wichtig zu beachten, dass beide nicht austauschbar sind. Während Wechselrichter für die Steuerung des Ausgangsstroms und der Ausgangsspannung von Elektromotoren konzipiert sind, sind Frequenzumrichter komplexer und verfügen über Funktionen wie Schutzsysteme und eine Antriebseinheit zur Steuerung der Gleichrichtungs- und Umkehrstufen des Gleichstrombusses.
Auf dem Markt sind verschiedene Arten von Frequenzumrichtern erhältlich. Ihre Größe reicht von wenigen Watt bis hin zu Megawatt und sie verfügen über unterschiedliche Belastbarkeits- und Frequenzbereiche. Zum Schutz vor Staub, Wasser sowie mechanischen und elektromagnetischen Störungen sind sie üblicherweise in Schutzgehäusen gemäß IP-Schutzklassen untergebracht.
Einige Frequenzumrichter verfügen über integrierte DC/DC-Wandler, um den direkten Anschluss an ein Wechselstromnetz zu ermöglichen, ohne dass ein externer Transformator erforderlich ist. Diese sind im Allgemeinen kleiner als andere Frequenzumrichter und aufgrund der geringeren Komplexität ihres Designs kostengünstiger.
In einigen Fällen kann ein Frequenzumrichter eine Batterie in den Gleichstromkreis integrieren, um die Überbrückungsfähigkeit des Wandlers bei kurzen Unterbrechungen der Eingangsleistung zu verbessern. Dies ist besonders wichtig für hochwertige Allzweck-Frequenzumrichter, damit diese auch bei Netzausfall als Wechselrichter arbeiten können.
Es wird erwartet, dass die steigende Nachfrage nach Frequenzumrichtern in Branchen wie Verteidigung, Luftfahrt und Industrieautomation das Wachstum dieses Marktes unterstützen wird. Der Einsatz dieses Geräts in Versorgungsbetrieben dürfte jedoch der wichtigste Treiber für sein Wachstum sein. Insbesondere die Notwendigkeit, herkömmliche wechselstrombetriebene Geräte wie Elektromotoren auf eine höhere oder niedrigere Frequenz als die des Stromnetzes umzustellen, treibt das Wachstum in diesem Sektor voran.
