Frequenzumrichter
Was ist ein Frequenzumrichter?
Einfach ausgedrückt sind Frequenzumrichter ein Stromwandler. Der Frequenzumrichter wandelt eine grundlegende Sinuswellenleistung mit fester Frequenz und fester Spannung (Leitungsleistung) in einen Ausgang mit variabler Frequenz und variabler Spannung um, der zur Steuerung der Drehzahl von Induktionsmotoren verwendet wird.
Warum einen Frequenzumrichter verwenden?
Die primäre Funktion eines Frequenzumrichters in aquatischen Anwendungen ist die Energieeinsparung. Durch die Steuerung der Drehzahl einer Pumpe anstelle der Steuerung des Durchflusses durch Verwendung von Drosselventilen können Energieeinsparungen erheblich sein.
Beispielsweise kann eine Drehzahlreduzierung von 20% zu Energieeinsparungen von 50% führen. Im Folgenden werden Geschwindigkeitsreduzierung und entsprechende Energieeinsparungen beschrieben. Neben der Energieeinsparung wird die Lebensdauer von Laufrad, Lager und Dichtung erheblich verbessert.
Frequenzumrichter sind in vielen verschiedenen Ausführungen erhältlich und bieten eine optimale Methode zur Anpassung der Pumpen- und Lüfterdurchflussraten an die Systemanforderungen. Es wandelt Standard-Anlagenstrom (220 V oder 380 V, 50 Hz) in einstellbare Spannung und Frequenz um, um den Wechselstrommotor mit Strom zu versorgen. Die an den Wechselstrommotor angelegte Frequenz bestimmt die Motordrehzahl.
Die Wechselstrommotoren sind in der Regel dieselben Standardmotoren, die über eine Wechselstromleitung angeschlossen werden können. Durch den Einbau von Bypass-Startern kann der Betrieb auch bei Ausfall des Wechselrichters aufrechterhalten werden.
Frequenzumrichter bieten zudem einen zusätzlichen Vorteil – eine erhöhte Lager- und Pumpendichtungslebensdauer. Indem nur der Druck aufrechterhalten wird, der in der Pumpe benötigt wird, um die Systemanforderungen zu erfüllen, wird die Pumpe keinem höheren Druck als erforderlich ausgesetzt. Daher halten die Komponenten länger.
Die gleichen Vorteile – jedoch in geringerem Maße – gelten auch für Lüfter, die von Frequenzumrichtern betrieben werden.
Um optimale Wirkungsgrade und Zuverlässigkeit zu erzielen, beziehen viele Planer detaillierte Informationen von Herstellern. Dies kann die Effizienz des Frequenzumrichters, die erforderliche Wartung, Diagnosefunktionen innerhalb des Frequenzumrichters und allgemeine Betriebsmerkmale umfassen.
Anschließend führen sie eine detaillierte Analyse durch, um festzustellen, welches System die beste Kapitalrendite erzielt.
Zusätzliche Vorteile von Frequenzumrichtern
Neben Energieeinsparungen und einer besseren Prozesskontrolle können Frequenzumrichter weitere Vorteile bieten:
- Ein Frequenzumrichter kann zur Regelung von Prozesstemperatur, Druck oder Durchfluss ohne Verwendung eines separaten Reglers verwendet werden. Geeignete Sensoren und Elektronik werden verwendet, um angetriebene Geräte mit einem Frequenzumrichter zu verbinden.
- Wartungskosten können gesenkt werden, da niedrigere Betriebsdrehzahlen zu einer längeren Lebensdauer von Lagern und Motoren führen.
- Durch den Wegfall von Drosselventilen und Klappen entfällt auch die Wartung dieser Geräte und aller zugehörigen Steuerungen.
- Ein Sanftstarter für den Motor ist nicht mehr erforderlich.
- Eine kontrollierte Anlaufgeschwindigkeit in einem Flüssigkeitssystem kann Wasserschlagprobleme beseitigen.
- Die Fähigkeit eines Frequenzumrichters, das Drehmoment auf ein vom Benutzer ausgewähltes Niveau zu begrenzen, kann angetriebene Geräte schützen, die kein übermäßiges Drehmoment tolerieren können.
Analysieren Sie das System als Ganzes
Da der Prozess der Umwandlung eingehender Leistung von einer Frequenz in eine andere zu Verlusten führt, müssen Energieeinsparungen immer durch die Optimierung der Leistung des gesamten Systems erzielt werden.
Der erste Schritt zur Ermittlung des Energieeinsparpotenzials eines Systems besteht darin, den Betrieb des gesamten Systems gründlich zu analysieren. Detaillierte Kenntnisse des Anlagenbetriebs und der Prozessanforderungen sind erforderlich, um Energieeinsparungen zu gewährleisten. Darüber hinaus sollten die Art des Frequenzumrichters, die angebotenen Funktionen und die allgemeine Eignung für die Anwendung berücksichtigt werden.
Frequenzumrichter / Interne Konfiguration
Frequenzumrichter enthalten drei primäre Abschnitte:
- Gleichrichterschaltung – besteht aus Dioden, SCRs oder Bipolartransistoren mit isoliertem Gate. Diese Geräte wandeln Wechselstrom in Gleichstrom um.
- DC-Bus – besteht aus Kondensatoren, die die DC-Ladung filtern und speichern.
- Wechselrichter – besteht aus Hochspannungs-Hochleistungstransistoren, die Gleichstrom in einen Wechselstromausgang mit variabler Frequenz und variabler Spannung umwandeln, der an die Last geliefert wird.
frequenzumrichter enthalten auch eine leistungsstarke mikroprozessor, die steuert inverter schaltung zu produzieren eine fast reine variable-frequenz sinusförmige spannung geliefert zu last. Der Mikroprozessor steuert auch Ein- / Ausgangskonfigurationen, Frequenzumrichtereinstellungen, Fehlerzustände und Kommunikationsprotokolle.