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 Funktionsweise eines Frequenzumrichters
Ein Frequenzumrichter oder AC-Antrieb ist ein Gerät zur Drehzahlregelung/-steuerung eines Drehstrommotors (Asynchron- oder Käfigläufermotoren).
Da die Drehzahl des Motors von der Frequenz des fließenden Stromes bestimmt wird, erscheint es logisch, die Motordrehzahl über die Frequenz zu regeln.
Der Frequenzumrichter verändert nicht nur die Frequenz, sondern auch die am Motor angeliegende Spannung. Dadurch wird das geforderte Drehmoment an der Motorwelle gewährleistet, ohne den Motor zu überhitzen.
Das Blockdiagramm des Frequenzumrichter-Antriebs ist nachfolgend dargestellt:
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Blockschaltbild Antriebssystem
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Gleichrichter (Rectifier):
Ein 1-phasiger Frequenzumrichter verfügt über 4 Dioden und ein 3-phasiger Frequenzumrichter über 6 Dioden für die Gleichrichtung einer Festfrequenz-Eingangsspannung zur Versorgung des Zwischenkreises.
Der Gleichspannungs-Zwischenkreis (D.C.):
Die Gleichspannung für den Wechselrichter der Endstufe wird in mehreren Kondensatoren mit Spannungen von bis zu 800VDC gespeichert. Im Zwischenkreis wird auch die durch Regeneration verursachte überschüssige Energie aufgenommen. Sie wird vom Motor "generiert", wenn eine große Schwungmasse schnell zum Stillstand gebracht wird. Um hohe Bremsmomente zu erreichen, sind geeignete Transistoren und Bremswiderstände erforderlich.
Wechselrichter (Inverter):
Dieser Teil besteht aus 6 Transistoren, die die Zwischenkreis-Gleichspannung zur Herstellung einer variabler Spannung und Frequenz schalten, um den Drehstrommotor zu steuern.
Regelschaltung:
Der Regelteil benutzt die vom Anwender vorgegebene Information wie Drehzahlsollwert zur Steuerung der Antriebsfunktionalität und zur Erzeugung der benötigten Drehzahl und Drehmoments an der Motorwelle. Er dient auch zum Schutz des Antriebes, wenn es die Umstände erfordern und informiert den Anwender über den Antriebszustand.
Die genaue Regelung der am Motor anliegenden Frequenz und Spannung sichert dem Anwender ein hohes Maß an Übereinstimmung zwischen antriebsbezogenen Soll- und Istwerten. Produkteigenschaften wie hohe Stillstandsdrehmomente und Positioniergenauigkeit beschreiben den Fortschritt der letzten Jahre.
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