Frequenzumrichter für maximale Performance

Ein Frequenzumrichter, auch Antriebsregler oder Frequenzumwandler genannt, ist ein elektronisches Bauteil, mit dem Sie die Eingangsspannung eines elektrischen Motors an den tatsächlichen Bedarf anpassen können. Und zwar über die Anpassung der Parameter Frequenz (Häufigkeit) und Amplitude (Spannungshöhe).

Ohne einen Frequenzumrichter stünde Ihrem Motor nur eine feste Drehzahl zur Verfügung. Denn die elektrische Energie der Eingangsspannung ist eine konstante Kraft und ermöglicht damit auch nur ein konstantes Drehmoment. Das jedoch schränkt die Einsatzmöglichkeiten des Motors arg ein.

Da die Eingangsspannung zudem oftmals die Netzspannung ist, ist diese sehr stark. Das kann zu einem schnelleren Verschleiß des Motors und den an ihm angeschlossenen Maschinen führen. In Folge erhöhen sich damit auch die Wartungs- und Reparaturkosten. Mit einem effizienten Frequenzumwandler können Sie diese Kosten umgehen. Während Sie gleichzeitig Ihren Energieverbrauch senken und für flexible Drehzahlen und Prozesse sorgen.
 

Frequenzumrichter und Motoren: Die Form muss der Funktion folgen

Die Anpassung der Eingangsspannung mit einem Frequenzumwandler birgt viele Vorteile. Unter anderem können Sie die Drehzahlregelung des Elektromotors an Ihre Prozesse anpassen. Und zwar über viele Branchen hinweg.

Sei es die Geschwindigkeit eines Förderbandes, eines Rühr- oder Pumpensystems oder eines großen Rolltores – dank der kontrollierten und überwachten Motorsteuerung eines Frequenzumrichters passt sich Ihre technische Infrastruktur an Ihre Prozesse an, nicht umgekehrt. Und das je nach Qualität des Frequenzumrichters sogar mit programmierbaren und vollautomatischen Abläufen. Für einen maximalen Wirkungsgrad. In jeder Hinsicht.
 

Vorteile eines Antriebsreglers auf einen Blick:

• Zeitlich optimierte Abläufe, da effizientere Drehzahlregelung und Programmierung
• Gesenkte Energiekosten, da reduzierter Stromverbrauch und effizienter nutzbare Energien
• Niedrigerer Geräuschpegel, da Motoren nicht ständig unter Volllast fahren
• Geringere Wartungskosten, da weniger Verschleiß
• Optimiertes Drehmoment, da nahezu perfekte Einstellungen mit ± 0,5 % Toleranz
• Mehr Handlungsspielraum, da Motoren nun autonom mehrere Prozesse durchführen können

Des Weiteren bieten moderne Frequenzumwandler vielfältige Diagnosefunktion wie zum Beispiel eine Überwachung der Motortemperatur. Das hilft zusätzlich, Ausfälle zu vermeiden. Und sorgt für noch effizientere Prozesse.

Frequenzumrichter gibt es in vielen Varianten und mit verschiedensten Leistungsparametern. Für eine grobe Übersicht empfiehlt sich die Unterteilung in die folgenden Kategorien:

• Schaltschrankgeräte
• wandmontierte Frequenzumrichter
• motormontierte Frequenzumrichter

Alle drei Kategorien besitzen verschiedene Eigenschaften. Damit Sie wissen, welche Bauart für Sie und Ihr Unternehmen die Beste ist, haben wir Ihnen im Folgenden ein paar Erläuterungen bereitgestellt.
 

In Schaltschränken montierte Frequenzumwandler

Frequenzumwandler in Schaltschränken sind mit die häufigsten Vertreter von Frequenzumrichtern. Bei ihnen befindet sich der Antriebsregler in einem Schaltschrank in einiger Entfernung zur Motorumgebung und ist über ein Kabel mit dem Motor verbunden. Über diese Verbindung steuert der Frequenzumrichter Drehmoment und andere Parameter.

Ein großer Vorteil dieser Technik ist, dass sämtliche Frequenzumwandler zentral an einem Ort zugänglich sind. Und zwar fern der für den Umrichter eventuell schädlichen Motorumgebung. Jedoch kann die Aufhängung in einem Schaltschrank zu erhöhten Temperaturen führen, sodass eine elektrische Klimaregulierung nötig sein kann. Das wiederum steigert den Energieverbrauch und die Kosten.

Die mitunter langen Kabelwege von Frequenzumwandler bis Drehstrommotor können zudem für ein erhöhtes Risiko elektrischer Störanfälligkeiten und EMV-Werten sorgen. 
 

Wandmontierte Frequenzumwandler 

Wandmontierte Frequenzumwandler befinden sich in nächster Nähe zum Motor. Sie verfügen daher über kürzere Kabelverbindungen, als die in Schaltschränken montierten Frequenzumwandler, sind aber dennoch außerhalb einer eventuell schädigenden Produktionsumgebung. Aufgrund des nicht vorhandenen Hitzestaus im Vergleich zu Schaltschränken benötigen sie zudem keine externe Klimaregulierung. Somit helfen sie Strom zu sparen.

Ein weiterer Vorteil wandmontierter Frequenzumwandler ist die niedrigere Störanfälligkeit, die sich aus der kürzeren Kabelverbindung ergibt. Diese sorgt gleichzeitig für einen geringeren Installationsaufwand und eine klare, aufgeräumte Optik.

Die Frequenzumrichter von KOSTAL lassen sich über eine spezielle Adapterplatte ebenfalls an der Wand montieren.
 

Motormontierte Frequenzumrichter

Motormontierte Frequenzumrichter werden direkt auf dem jeweiligen Drehstrommotor angebracht. Somit entfallen störende Kabel und hitzegebende Schaltschränke vollends. Das sorgt für eine größtmögliche Flexibilität, weswegen diese Art des Frequenzumrichters in ihrer Funktionsweise auch als Allrounder bezeichnet werden kann.

Aufgrund ihrer dezentralen Anschlussart beherbergen motormontierte Frequenzumwandler zudem vielfältige Technologien: Von verschiedenen Schnittstellen für die jeweiligen Feldbussysteme bis hin zu Bluetooth für die Einrichtung per App. Das macht Umrichter dieses Typs, wie beispielsweise unsere KOSTAL INVEOR-Familie, zur idealen Wahl, wenn Sie Wert auf größtmögliche Flexibilität und weitreichende Einsatzmöglichkeiten legen. 
 

KOSTAL INVEOR motormontierte Frequenzumrichter: Erschütterungen? Kein Problem

Ein wichtiges Kriterium bei motormontierten Antriebsreglern ist seit jeher die Robustheit. Denn sie werden in nächster Nähe zu schnell rotierenden Motorbauteilen angebracht. Die daraus resultierende kontinuierliche Erschütterung sorgte in der Vergangenheit dafür, dass die Sensoren geschädigt wurden, die für die Bestimmung der Rotorposition innerhalb des Motors zuständig sind. 

Mit dem neuen patentierten Pulsinjektionsverfahren konnten wir bei KOSTAL dieses Problem jedoch lösen. Denn die motormontierten Frequenzumrichter unserer INVEOR-Familie haben keine Sensoren mehr.

Das Pulsinjektionsverfahren in unseren INVEOR-Antriebsreglern übernimmt die zuvor vom Geber übernommene Bestimmung der Rotorposition. Eine besonders wichtige Aufgabe. Denn nur wenn man weiß, wo sich der Rotor befindet, kann man den Motor auch optimal regeln kontrollieren.

Aufgrund dieses Verfahrens kann die Rotorbestimmung nun auch in nächster Motornähe stattfinden. Und zwar ohne ständige Wartung und Reparaturen. Ein wichtiger Schritt in Richtung Flexibilität, womit Sie als Anwender gleichzeitig die Vorgaben der Ökodesign-Richtlinie erfüllen und Kosten sparen.
 
Entdecken Sie jetzt unsere motormontierten Frequenzumrichter der KOSTAL INVEOR-Familie:

• KOSTAL INVEOR M: Unser motormontierter Antriebsregler der robusten Mittelklasse. Unterstützt Motoren bis Effizienzklasse IE4. Jetzt mehr erfahren.
• KOSTAL INVEOR MP: Unser motormontierter Frequenzumrichter aus der Performance-Klasse. Unterstützt alle Motorarten bis Effizienzklasse IE5. Jetzt mehr erfahren.
• KOSTAL INVEOR MP Modular: Unser modularer Performance-Antriebsregler für den erweiterten Drehzahlbereich. Individuelle Modifikationen erlauben eine absolut passgenaue Integration in Ihr Unternehmen. Jetzt mehr erfahren.
• KOSTAL INVEOR P: Unser Cold-Plate-Antriebsregler ohne eigenes Gehäuse. Für eine nahtlose Integration in Ihre Applikation.

Falls Sie sich fragen, ob man auch an Ihre Motoren einen motormontierten Frequenzumwandler anschließen kann: Mit den vielfältigen Adapterplatten von KOSTAL ist das problemlos möglich. Bei jeder Art von Drehstrommotor.

Frequenzumrichter haben die Funktion, die elektrische Eingangsspannung des Motors variabel dem Bedarf anzupassen. Dies geschieht über eine Veränderung von Frequenz und Amplitude des eingehenden Stroms. Dabei ist der Frequenzumrichter jedoch nicht zu verwechseln mit dem Frequenzumformer. Dieser erfüllt eine ähnliche Aufgabe, arbeitet jedoch mit mechanischer Rotation und eigenen Motoren.

Beim Frequenzumwandler sind Aufbau und Funktionsweise folgende:
Der im Umrichter befindliche Gleichrichter transformiert die Eingangsspannung in eine pulsierende Gleichspannung. Diese wird von einem darauf folgenden Zwischenkreis stabilisiert. Im anschließenden Wechselrichter wird die stabilisierte Gleichspannung schließlich in eine Wechselspannung umgewandelt. Diese ist variabel und stellt somit die eingangs erwähnte Anpassung von Frequenz und Amplitude dar.

Kontrolliert wird das Ganze über den sogenannten Steuerkreis, der mit Gleichrichter, Zwischenkreis und Wechselrichter in Verbindung steht. Der Steuerkreis ist zudem das Bauteil, in dessen Steuerkarte Sie über eine Schnittstelle die Leistungsparameter eingeben – damit der Frequenzumwandler genau so arbeitet, wie Sie es sich wünschen.

Frequenzumrichter können überall dort eingesetzt werden, wo Drehstrommotoren einer Drehzahlregelung bedürfen. Je nach lokaler Anforderung empfiehlt sich dann entweder ein wandmontiertes oder ein motormontiertes Gerät.

Als Frequenzumrichter-Hersteller mit langjähriger Erfahrung bekommen Sie bei uns Antriebsregler für alle Bedarfe. Sie suchen einphasige Frequenzumrichter mit 1,5kW Leistung oder weniger für kleinere Motoren? Oder dreiphasige Frequenzumrichter mit 400V und 4kW oder mehr? 

Unsere Frequenzumwandler decken im motormontierten Bereich alles von 0,25 bis 30kW ab. Das genügt für vielfältige Anwendungen in verschiedensten Branchen.
Die wandmontierten Frequenzumwandler in der Serie VERTIMO E liefern sogar bis zu 90kW. Damit bleiben bei den Einsatzmöglichkeiten keine Wünsche offen.