Frequenzumrichter

Frequenzumrichter machen den Antrieb regelbar

Asynchronmotoren sind die am weitesten verbreiteten Elektromotoren. Ihre Drehzahl richtet sich nach der Frequenz der Betriebsspannung und der Polzahl. Ist die Betriebsspannung die Netzspannung mit einer fest vorgegebenen Frequenz, beispielsweise 50 Hz, ist die Drehzahl des Motors festgelegt. Viele technische Anwendungen setzen jedoch eine Regelbarkeit der Drehzahl voraus. Diese wird über eine Veränderung der Frequenz der Eingangsspannung am Asynchronmotor mit einem Frequenzumrichter, auch Frequenzumwandler genannt, erreicht. Der Frequenzumrichter erlaubt die Steuerung des Motors in einem weiten Drehzahlbereich. Der zweite Vorteil der Steuerung des Motors mit einem Frequenzumrichter ist die Erhaltung des Drehmomentes, solange die Drehzahl unterhalb der Nenndrehzahl liegt. Frequenzumrichter 230V und Frequenzumrichter 400V sind von vielen Herstellern verfügbar.

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ATV950U55N4E ATV950U55N4E ATV950U55N4E SE ATV950U55N4E Frequenzumrichter, ATV950, 5,5kW, 400/480V- mit Bremsmodul/Schal
SC-5107-SCHN-ATV950U55N4E
ATV950U55N4E
SE ATV950U55N4E Frequenzumrichter, ATV950, 5,5kW, 400/480V- mit Bremsmodul/Schal
1.352,61 € *

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ATV12H018F1 ATV12H018F1 ATV12H018F1 Schneider ATV12H018F1 Frequenzumrichter 0,18kW 1ph 100-120V Kühlkörper
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ATV12H018F1
Schneider ATV12H018F1 Frequenzumrichter 0,18kW 1ph 100-120V Kühlkörper
144,28 € *

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ATV320U15N4W ATV320U15N4W ATV320U15N4W Schneider ATV320U15N4W Frequenzumrichter ATV320 IP66 (1,5KW/3PH 400V)
SC-5107-SCHN-ATV320U15N4W
ATV320U15N4W
Schneider ATV320U15N4W Frequenzumrichter ATV320 IP66 (1,5KW/3PH 400V)
933,12 € *

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ATV320U11N4W ATV320U11N4W ATV320U11N4W Schneider ATV320U11N4W Frequenzumrichter ATV320 IP66 (1,1KW/3PH 400V)
SC-5107-SCHN-ATV320U11N4W
ATV320U11N4W
Schneider ATV320U11N4W Frequenzumrichter ATV320 IP66 (1,1KW/3PH 400V)
594,16 € *

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ATV320U15M2W ATV320U15M2W ATV320U15M2W Schneider ATV320U15M2W Frequenzumrichter ATV320 IP66 (1,5KW/1PH 230V)
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ATV320U15M2W
Schneider ATV320U15M2W Frequenzumrichter ATV320 IP66 (1,5KW/1PH 230V)
436,57 € *

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ATV320U22M2W ATV320U22M2W ATV320U22M2W Schneider ATV320U22M2W Frequenzumrichter ATV320 IP66 (2,2KW/1PH 230V)
SC-5107-SCHN-ATV320U22M2W
ATV320U22M2W
Schneider ATV320U22M2W Frequenzumrichter ATV320 IP66 (2,2KW/1PH 230V)
528,67 € *

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ATV320U22N4W ATV320U22N4W ATV320U22N4W Schneider ATV320U22N4W Frequenzumrichter ATV320 IP66 (2,2 KW/3PH 400V)
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ATV320U22N4W
Schneider ATV320U22N4W Frequenzumrichter ATV320 IP66 (2,2 KW/3PH 400V)
741,10 € *

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ATV320U02M2W ATV320U02M2W ATV320U02M2W Schneider ATV320U02M2W Frequenzumrichter ATV320 IP66 (180W/1PH 230V)
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ATV320U02M2W
Schneider ATV320U02M2W Frequenzumrichter ATV320 IP66 (180W/1PH 230V)
298,68 € *

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ATV320U30N4W ATV320U30N4W ATV320U30N4W Schneider ATV320U30N4W Frequenzumrichter ATV320 IP66 (3,0KW/3PH 400V)
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ATV320U30N4W
Schneider ATV320U30N4W Frequenzumrichter ATV320 IP66 (3,0KW/3PH 400V)
847,05 € *

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ATV320U04M2W ATV320U04M2W ATV320U04M2W Schneider ATV320U04M2W Frequenzumrichter ATV320 IP66 (370 W/1PH 230V)
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ATV320U04M2W
Schneider ATV320U04M2W Frequenzumrichter ATV320 IP66 (370 W/1PH 230V)
319,97 € *

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ATV320U55N4W ATV320U55N4W ATV320U55N4W Schneider ATV320U55N4W Frequenzumrichter ATV320 IP66 (5,5KW/3PH 400V)
SC-5107-SCHN-ATV320U55N4W
ATV320U55N4W
Schneider ATV320U55N4W Frequenzumrichter ATV320 IP66 (5,5KW/3PH 400V)
1.143,06 € *

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ATV320U11M2W ATV320U11M2W ATV320U11M2W Schneider ATV320U11M2W Frequenzumrichter ATV320 IP66 (750W/1PH 230V)
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ATV320U11M2W
Schneider ATV320U11M2W Frequenzumrichter ATV320 IP66 (750W/1PH 230V)
391,31 € *

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ATV320U04N4W ATV320U04N4W ATV320U04N4W Schneider ATV320U04N4W Frequenzumrichter ATV320 IP66 (370W/3PH 400V)
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ATV320U04N4W
Schneider ATV320U04N4W Frequenzumrichter ATV320 IP66 (370W/3PH 400V)
495,66 € *

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ATV320U06M2W ATV320U06M2W ATV320U06M2W Schneider ATV320U06M2W Frequenzumrichter ATV320 IP66 (550W/1PH 230V)
SC-5107-SCHN-ATV320U06M2W
ATV320U06M2W
Schneider ATV320U06M2W Frequenzumrichter ATV320 IP66 (550W/1PH 230V)
365,58 € *

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ATV320U07N4W ATV320U07N4W ATV320U07N4W Schneider ATV320U07N4W Frequenzumrichter ATV320 IP66 (750W/3PH 400V)
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ATV320U07N4W
Schneider ATV320U07N4W Frequenzumrichter ATV320 IP66 (750W/3PH 400V)
555,83 € *

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ATV320U40N4W ATV320U40N4W ATV320U40N4W Schneider ATV320U40N4W Frequenzumrichter ATV320 IP66 (4,0KW/3PH 400V)
SC-5107-SCHN-ATV320U40N4W
ATV320U40N4W
Schneider ATV320U40N4W Frequenzumrichter ATV320 IP66 (4,0KW/3PH 400V)
953,53 € *

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ATV320U75N4W ATV320U75N4W ATV320U75N4W Schneider ATV320U75N4W Frequenzumrichter ATV320 IP66 (7,5KW/3PH 400V)
SC-5107-SCHN-ATV320U75N4W
ATV320U75N4W
Schneider ATV320U75N4W Frequenzumrichter ATV320 IP66 (7,5KW/3PH 400V)
1.355,49 € *

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ATV650C16N4F ATV650C16N4F ATV650C16N4F Schneider ATV650C16N4F Frequenzumrichter IP54 160kW 380-440V m.Hauptschalter
SC-5107-SCHN-ATV650C16N4F
ATV650C16N4F
Schneider ATV650C16N4F Frequenzumrichter IP54 160kW 380-440V m.Hauptschalter
13.667,89 € *

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ATV930D45N4 ATV930D45N4 ATV930D45N4 Schneider ATV930D45N4 Frequenzumrichter IP21 45kW 400/480V m.Bremsmodul
SC-5107-SCHN-ATV930D45N4
ATV930D45N4
Schneider ATV930D45N4 Frequenzumrichter IP21 45kW 400/480V m.Bremsmodul
2.400,00 € *

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ATV320U11N4WS ATV320U11N4WS ATV320U11N4WS Schneider ATV320U11N4WS Frequenzumrichter ATV320,1,1kW,400V
SC-5107-SCHN-ATV320U11N4WS
ATV320U11N4WS
Schneider ATV320U11N4WS Frequenzumrichter ATV320,1,1kW,400V
636,75 € *

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ATV950U40N4E ATV950U40N4E ATV950U40N4E Schneider ATV950U40N4E Frequenzumrichter IP55 4kW 400/480V m.Bremsmodul/Schalter
SC-5107-SCHN-ATV950U40N4E
ATV950U40N4E
Schneider ATV950U40N4E Frequenzumrichter IP55 4kW 400/480V m.Bremsmodul/Schalter
1.210,82 € *

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ATV630U30M3 ATV630U30M3 ATV630U30M3 Schneider ATV630U30M3 Frequenzumrichter IP21 3kW 200-240V UL type 1
SC-5107-SCHN-ATV630U30M3
ATV630U30M3
Schneider ATV630U30M3 Frequenzumrichter IP21 3kW 200-240V UL type 1
786,96 € *

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ATV320U40M3C ATV320U40M3C ATV320U40M3C Schneider ATV320U40M3C ATV320 4KW 230V 3PH COMPACT
SC-5107-SCHN-ATV320U40M3C
ATV320U40M3C
Schneider ATV320U40M3C ATV320 4KW 230V 3PH COMPACT
459,99 € *

bestellbar // Liefertermin noch unbekannt

ATV320U75M3C ATV320U75M3C ATV320U75M3C Schneider ATV320U75M3C ATV320 7,5KW 230V 3PH COMPACT
SC-5107-SCHN-ATV320U75M3C
ATV320U75M3C
Schneider ATV320U75M3C ATV320 7,5KW 230V 3PH COMPACT
750,15 € *

bestellbar // Liefertermin noch unbekannt

ATV630D75N4Z ATV630D75N4Z ATV630D75N4Z Schneider ATV630D75N4Z Frequenzumrichter ATV630 75kW 380-480V 145A
SC-5107-SCHN-ATV630D75N4Z
ATV630D75N4Z
Schneider ATV630D75N4Z Frequenzumrichter ATV630 75kW 380-480V 145A
5.347,43 € *

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ATV320U75N4C ATV320U75N4C ATV320U75N4C Schneider ATV320U75N4C ATV320 7 3PH COMPACT
SC-5107-SCHN-ATV320U75N4C
ATV320U75N4C
Schneider ATV320U75N4C ATV320 7 3PH COMPACT
771,22 € *

lieferbar in: 2-3 Arbeitstagen***

ATV320D15N4C ATV320D15N4C ATV320D15N4C Schneider ATV320D15N4C Frequenzumrichter 15KW 400V 3PH COMPACT
SC-5107-SCHN-ATV320D15N4C
ATV320D15N4C
Schneider ATV320D15N4C Frequenzumrichter 15KW 400V 3PH COMPACT
1.213,79 € *

lieferbar in: 2-3 Arbeitstagen***

ATV630C31N4 ATV630C31N4 ATV630C31N4 Schneider ATV630C31N4 Frequenzumrichter ATV630, 315 kW, 380...440V, IP20
SC-5107-SCHN-ATV630C31N4
ATV630C31N4
Schneider ATV630C31N4 Frequenzumrichter ATV630, 315 kW, 380...440V, IP20
19.925,31 € *

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ATV320U55N4C ATV320U55N4C ATV320U55N4C Schneider ATV320U55N4C Frequenzumrichter 5,5KW 400V 3PH COMPACT
SC-5107-SCHN-ATV320U55N4C
ATV320U55N4C
Schneider ATV320U55N4C Frequenzumrichter 5,5KW 400V 3PH COMPACT
632,89 € *

lieferbar in: 2-3 Arbeitstagen***

ATV320U30M3C ATV320U30M3C ATV320U30M3C Schneider ATV320U30M3C ATV320 3KW 230V 3PH COMPACT
SC-5107-SCHN-ATV320U30M3C
ATV320U30M3C
Schneider ATV320U30M3C ATV320 3KW 230V 3PH COMPACT
390,25 € *

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VW3A4558 VW3A4558 VW3A4558 Schneider VW3A4558 AC Netzdrossel 0,155mH 184A IP00
SC-5107-SCHN-VW3A4558
VW3A4558
Schneider VW3A4558 AC Netzdrossel 0,155mH 184A IP00
850,10 € *

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SZ1RV1202 SZ1RV1202 SZ1RV1202 Schneider SZ1RV1202 Potentiometer 2200Ohm
SC-5107-SCHN-SZ1RV1202
SZ1RV1202
Schneider SZ1RV1202 Potentiometer 2200Ohm
25,19 € *

lieferbar in: 2-3 Arbeitstagen***

VW3A4554 VW3A4554 VW3A4554 Schneider VW3A4554 Netzdrossel 1mH 30A f.Frequenzumrichter
SC-5107-SCHN-VW3A4554
VW3A4554
Schneider VW3A4554 Netzdrossel 1mH 30A f.Frequenzumrichter
456,44 € *

lieferbar in: 2-3 Arbeitstagen***

VW3A4559 VW3A4559 VW3A4559 Schneider VW3A4559 AC Netzdrossel 0,120mH 222A IP00
SC-5107-SCHN-VW3A4559
VW3A4559
Schneider VW3A4559 AC Netzdrossel 0,120mH 222A IP00
968,48 € *

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VW3A4410 VW3A4410 VW3A4410 Schneider VW3A4410 EMV-Netzfilter 300A IP00
SC-5107-SCHN-VW3A4410
VW3A4410
Schneider VW3A4410 EMV-Netzfilter 300A IP00
1.278,68 € *

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VW3A4565 VW3A4565 VW3A4565 Schneider VW3A4565 AC Netzdrossel 0,032mH 720A IP00
SC-5107-SCHN-VW3A4565
VW3A4565
Schneider VW3A4565 AC Netzdrossel 0,032mH 720A IP00
1.915,50 € *

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VW3A5103 VW3A5103 VW3A5103 Schneider Motordrossel 90A VW3A-5103
SC-5107-SCHN-VW3A5103
VW3A5103
Schneider Motordrossel 90A VW3A-5103
409,15 € *

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VW3A5104 VW3A5104 VW3A5104 Schneider Motorsrossel 215A VW3-A5104
SC-5107-SCHN-VW3A5104
VW3A5104
Schneider Motorsrossel 215A VW3-A5104
594,42 € *

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VW3A4556 VW3A4556 VW3A4556 Schneider Netzdrossel 0,3mH VW-A4556 100A
SC-5107-SCHN-VW3A4556
VW3A4556
Schneider Netzdrossel 0,3mH VW-A4556 100A
708,12 € *

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VW3A5102 VW3A5102 VW3A5102 Schneider Motordrossel 48A VW3-A5102
SC-5107-SCHN-VW3A5102
VW3A5102
Schneider Motordrossel 48A VW3-A5102
279,32 € *

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VW3A7702 VW3A7702 VW3A7702 Schneider VW3A7702 Bremswiderstand IP20 60Ohm 100W
SC-5107-SCHN-VW3A7702
VW3A7702
Schneider VW3A7702 Bremswiderstand IP20 60Ohm 100W
207,58 € *

lieferbar in: 2-3 Arbeitstagen***

VW3A4406 VW3A4406 VW3A4406 Schneider VW3A4406 EMV Footprintfilter 3ph 90A f.ATV71 BG6
SC-5107-SCHN-VW3A4406
VW3A4406
Schneider VW3A4406 EMV Footprintfilter 3ph 90A f.ATV71 BG6
617,58 € *

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VW3A7704 VW3A7704 VW3A7704 Schneider VW3A7704 Bremswiderstand IP20 15Ohm 1000W
SC-5107-SCHN-VW3A7704
VW3A7704
Schneider VW3A7704 Bremswiderstand IP20 15Ohm 1000W
529,86 € *

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VW3A7705 VW3A7705 VW3A7705 Schneider VW3A7705 Bremswiderstand IP20 10Ohm 1kW
SC-5107-SCHN-VW3A7705
VW3A7705
Schneider VW3A7705 Bremswiderstand IP20 10Ohm 1kW
529,86 € *

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VW3A7101 VW3A7101 VW3A7101 Schneider VW3A7101 Bremswiderstandsmodul 200kW
SC-5107-SCHN-VW3A7101
VW3A7101
Schneider VW3A7101 Bremswiderstandsmodul 200kW
4.063,42 € *

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VW3A4408 VW3A4408 VW3A4408 Schneider EMV-Filter 180A VW3A4408
SC-5107-SCHN-VW3A4408
VW3A4408
Schneider EMV-Filter 180A VW3A4408
1.289,91 € *

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VW3A5105 VW3A5105 VW3A5105 Schneider VW3A5105 Motordrossel 314A IP00
SC-5107-SCHN-VW3A5105
VW3A5105
Schneider VW3A5105 Motordrossel 314A IP00
996,56 € *

bestellbar // Liefertermin noch unbekannt

VW3A8121 VW3A8121 VW3A8121 Schneider VW3A8121 Multi Loader Tool f.ATV12/ATV312
SC-5107-SCHN-VW3A8121
VW3A8121
Schneider VW3A8121 Multi Loader Tool f.ATV12/ATV312
403,54 € *

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VW3A4552 VW3A4552 VW3A4552 Schneider VW3A4552 Netzdrossel 4mH 10A f.Frequenzumrichter
SC-5107-SCHN-VW3A4552
VW3A4552
Schneider VW3A4552 Netzdrossel 4mH 10A f.Frequenzumrichter
308,02 € *

lieferbar in: 2-3 Arbeitstagen***

VW3A7723 VW3A7723 VW3A7723 Schneider VW3A7723 Bremswiderstand IP00 100Ohm 32W
SC-5107-SCHN-VW3A7723
VW3A7723
Schneider VW3A7723 Bremswiderstand IP00 100Ohm 32W
132,99 € *

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Was macht ein Frequenzumrichter?

Frequenzumrichter gehören in der Leistungselektronik zur Gruppe der Stromrichter. Stromrichter werden zur Wandlung der Stromart, der Spannung und der Frequenz eingesetzt. Je nach konstruktiver Auslegung sind sie auf einen Anwendungsbereich ausgerichtet. Ein Frequenzumwandler wird dem zu regelnden Motor vorgeschaltet. Es gibt stromgeführte und spannungsgeführte Frequenzumrichter. Beim spannungsgeführten Frequenzumrichter bleibt das Verhältnis von Spannung zu Frequenz konstant. Verdoppelt der Frequenzumwandler die Frequenz mit der entsprechenden Steigerung der Drehzahl, verdoppelt sich auch die Spannung, die am Motor anliegt.

Frequenzumrichter Aufbau

Frequenzumrichter sind überwiegend aus den Komponenten Gleichrichter, Zwischenkreis, Wechselrichter und Steuerkreis aufgebaut. Die Wechselspannung aus dem Versorgungsnetz wird im Gleichrichter in eine pulsierende Gleichspannung umgesetzt. In der nachfolgenden Stufe im Frequenzumwandler, dem Zwischenkreis, wird die Spannung aus dem Gleichrichter in eine Gleichspannung umgewandelt und geglättet. Die aus dem Zwischenkreis kommende, konstante Gleichspannung wird abschließend im Wechselrichter in eine Wechselspannung mit der gewünschten Frequenz umgewandelt. Die Frequenz vom Frequenzumwandler steuert die Drehzahl des angeschlossenen Motors. Mit dem Steuerkreis besteht eine Komponente, die Signale von Gleichrichter, Zwischenkreis und Wechselrichter empfängt und diesen Komponenten Signale zusendet.

Frequenzumwandler mit Leistungstransistor

Im Wechselrichter werden heute zunehmend Leistungstransistoren eingesetzt, um die Wechselspannung für den Motor zu erzeugen. Drehstrom mit drei Phasen erzeugt der Frequenzumrichter mit einer Schaltung von sechs Transistoren. Die Steuerung der Transistoren erfolgt über die Signale, die der Steuerkreis an den Wechselrichter abgibt. Im Wechselrichter kommen drei Typen von Transistoren hauptsächlich zum Einsatz. Dies sind LTR, MOSFET und IGBT (Insulated Gate Bipolar) Transistoren. Ihre Eignung für den jeweiligen Einsatzfall ergibt sich aus der Kombination ihrer Eigenschaften wie Leitfähigkeit, Taktfrequenz und Steuerbarkeit.

Frequenzumwandler mit Pulsweitenmodulation

Um die variablen Spannungen und Frequenzen durch das Schalten der Halbleiter im Wechselrichter zu erzeugen, sind zwei Modulationsverfahren üblich. Es sind die Pulsamplitudenmodulation (PAM) und die Pulsweitenmodulation (PWM). Die Pulsweitenmodulation ist bei konstanter Spannung vom Zwischenkreis anwendbar. Die Halbleiter im Wechselrichter werden so geschaltet, dass die Gleichspannung aus dem Zwischenkreis für eine bestimmte Dauer an den Motorwicklungen anliegt. Diese Dauer ist steuerbar, d.h. die Pulsweite kann kontrolliert, bzw. moduliert werden.

Beschleunigung mit dem Frequenzumrichter

Sind das vom Motor gelieferte Drehmoment und die Last im Gleichgewicht, bleibt die Drehzahl konstant. Zum Beschleunigen muss der Motor in der Lage sein, ein höheres Drehmoment aufzubauen. Die Differenz zwischen dem Drehmoment für den Lauf mit konstanter Drehzahl und dem für eine Beschleunigung des Motors erforderlichen Drehmoment wird als Überschussmoment bezeichnet. Solange der Motor ein höheres Drehmoment erzeugen kann, als durch die Last einschließlich mit der Drehzahl zunehmender Widerstände, wie Luftwiderstand und Reibungswiderstand, entgegengesetzt wird, steigt die Drehzahl an. Wird die Last bei einer gegebenen Drehzahl erhöht, sinkt die Drehzahl ab, bis das Überschussmoment Null ist. Wird die Last weiter erhöht, bleibt der Motor stehen.

Wo werden Frequenzumrichter eingesetzt?

Frequenzumrichter sind in einer Vielzahl von Anwendungen im Einsatz. Die Anwendungen lassen sich nach typischen Merkmalen des Lastverlaufes in Anwendungsgebiete einteilen. Im Bereich der industriellen Automatisierungstechnik dominieren Anwendungen für den Antrieb von Maschinen und Anlagen und deren Komponenten. In Werkzeugmaschinen, Industrierobotern und Fertigungseinrichtungen sind Werkzeuge und Werkstücke schnell und präzise zu bewegen. Die eingesetzten Motoren müssen mit dem Frequenzumrichter in der Geschwindigkeit und im Drehmoment gesteuert werden.

Hinzu kommt das Bewegen von Lasten. Wird eine schwere Last vom Stillstand ausgehend in Bewegung versetzt, ist zunächst die Haftreibung zu überwinden. Der Frequenzumwandler muss das für dieses Losbrechen erforderliche Drehmoment einstellen und es nach dem Einsetzen der Bewegung so weit verringern, dass die Beschleunigung der Last nicht zu hoch wird (Sanftanlauf). Frequenzumwandler 230V und Frequenzumwandler 400V sind für diese Einsatzfälle erhältlich.

Was macht ein Frequenzumrichter?

Frequenzumrichter gehören in der Leistungselektronik zur Gruppe der Stromrichter. Stromrichter werden zur Wandlung der Stromart, der Spannung und der Frequenz eingesetzt. Je nach konstruktiver Auslegung sind sie auf einen Anwendungsbereich ausgerichtet. Ein Frequenzumwandler wird dem zu regelnden Motor vorgeschaltet. Es gibt stromgeführte und spannungsgeführte Frequenzumrichter. Beim spannungsgeführten Frequenzumrichter bleibt das Verhältnis von Spannung zu Frequenz konstant. Verdoppelt der Frequenzumwandler die Frequenz mit der entsprechenden Steigerung der Drehzahl, verdoppelt sich auch die Spannung, die am Motor anliegt.

Frequenzumrichter Aufbau

Frequenzumrichter sind überwiegend aus den Komponenten Gleichrichter, Zwischenkreis, Wechselrichter und Steuerkreis aufgebaut. Die Wechselspannung aus dem Versorgungsnetz wird im Gleichrichter in eine pulsierende Gleichspannung umgesetzt. In der nachfolgenden Stufe im Frequenzumwandler, dem Zwischenkreis, wird die Spannung aus dem Gleichrichter in eine Gleichspannung umgewandelt und geglättet. Die aus dem Zwischenkreis kommende, konstante Gleichspannung wird abschließend im Wechselrichter in eine Wechselspannung mit der gewünschten Frequenz umgewandelt. Die Frequenz vom Frequenzumwandler steuert die Drehzahl des angeschlossenen Motors. Mit dem Steuerkreis besteht eine Komponente, die Signale von Gleichrichter, Zwischenkreis und Wechselrichter empfängt und diesen Komponenten Signale zusendet.

Frequenzumwandler mit Leistungstransistor

Im Wechselrichter werden heute zunehmend Leistungstransistoren eingesetzt, um die Wechselspannung für den Motor zu erzeugen. Drehstrom mit drei Phasen erzeugt der Frequenzumrichter mit einer Schaltung von sechs Transistoren. Die Steuerung der Transistoren erfolgt über die Signale, die der Steuerkreis an den Wechselrichter abgibt. Im Wechselrichter kommen drei Typen von Transistoren hauptsächlich zum Einsatz. Dies sind LTR, MOSFET und IGBT (Insulated Gate Bipolar) Transistoren. Ihre Eignung für den jeweiligen Einsatzfall ergibt sich aus der Kombination ihrer Eigenschaften wie Leitfähigkeit, Taktfrequenz und Steuerbarkeit.

Frequenzumwandler mit Pulsweitenmodulation

Um die variablen Spannungen und Frequenzen durch das Schalten der Halbleiter im Wechselrichter zu erzeugen, sind zwei Modulationsverfahren üblich. Es sind die Pulsamplitudenmodulation (PAM) und die Pulsweitenmodulation (PWM). Die Pulsweitenmodulation ist bei konstanter Spannung vom Zwischenkreis anwendbar. Die Halbleiter im Wechselrichter werden so geschaltet, dass die Gleichspannung aus dem Zwischenkreis für eine bestimmte Dauer an den Motorwicklungen anliegt. Diese Dauer ist steuerbar, d.h. die Pulsweite kann kontrolliert, bzw. moduliert werden.

Beschleunigung mit dem Frequenzumrichter

Sind das vom Motor gelieferte Drehmoment und die Last im Gleichgewicht, bleibt die Drehzahl konstant. Zum Beschleunigen muss der Motor in der Lage sein, ein höheres Drehmoment aufzubauen. Die Differenz zwischen dem Drehmoment für den Lauf mit konstanter Drehzahl und dem für eine Beschleunigung des Motors erforderlichen Drehmoment wird als Überschussmoment bezeichnet. Solange der Motor ein höheres Drehmoment erzeugen kann, als durch die Last einschließlich mit der Drehzahl zunehmender Widerstände, wie Luftwiderstand und Reibungswiderstand, entgegengesetzt wird, steigt die Drehzahl an. Wird die Last bei einer gegebenen Drehzahl erhöht, sinkt die Drehzahl ab, bis das Überschussmoment Null ist. Wird die Last weiter erhöht, bleibt der Motor stehen.

Wo werden Frequenzumrichter eingesetzt?

Frequenzumrichter sind in einer Vielzahl von Anwendungen im Einsatz. Die Anwendungen lassen sich nach typischen Merkmalen des Lastverlaufes in Anwendungsgebiete einteilen. Im Bereich der industriellen Automatisierungstechnik dominieren Anwendungen für den Antrieb von Maschinen und Anlagen und deren Komponenten. In Werkzeugmaschinen, Industrierobotern und Fertigungseinrichtungen sind Werkzeuge und Werkstücke schnell und präzise zu bewegen. Die eingesetzten Motoren müssen mit dem Frequenzumrichter in der Geschwindigkeit und im Drehmoment gesteuert werden.

Hinzu kommt das Bewegen von Lasten. Wird eine schwere Last vom Stillstand ausgehend in Bewegung versetzt, ist zunächst die Haftreibung zu überwinden. Der Frequenzumwandler muss das für dieses Losbrechen erforderliche Drehmoment einstellen und es nach dem Einsetzen der Bewegung so weit verringern, dass die Beschleunigung der Last nicht zu hoch wird (Sanftanlauf). Frequenzumwandler 230V und Frequenzumwandler 400V sind für diese Einsatzfälle erhältlich.