Funktionsweise eines Frequenzumrichters

Ein Frequenzumrichter ist ein elektronisches Bauteil, welches aus einem Wechsel- oder Drehstrom mit fester Frequenz eine in Amplitude und Frequenz geänderte Spannung erzeugt. Mit dieser veränderten Spannung können Verbraucher (z.B. Asynchronmotoren) betrieben werden.

Asynchronmotoren die direkt an einem Wechselspannungsnetz betrieben werden, sind durch ihre Polzahl und die vorhandene Netzfrequenz auf eine feste Nenndrehzahl beschränkt. Des weiteren entstehen beim Anlauf des Motors hohe Stromspitzenwerte und es herrscht ein kleines Drehmoment.

Beim Betrieb des Motors über einen Frequenzumrichter kann die Drehzahl vom Stillstand bis zur Nenndrehzahl ohne Drehmomentverluste stufenlos angepasst werden. Darüber hinaus können Drehzahlen oberhalb der Nenndrehzahl erreicht werden, diese gehen jedoch mit einem Drehmomentverlust einher, da die Betriebsspannung der erhöhten Frequenz nicht weiter angepasst werden kann.

Durch Parametrierung können die Umrichter den einzelnen Motoren angepasst werden, um einen optimalen Betrieb zu gewährleisten oder die Maschine zu schützen. So sind z.B. Frequenzrampen programmierbar, die das Anlauf und/oder Abbremsverhalten des Motors beeinflussen können. Diese Parametrierung erfolgt heutzutage über ein Tastaturfeld am Umrichter oder eine Schnittstelle, die es ermöglicht Parameterlisten direkt über eine entsprechende PC Software zu übertragen und auszulesen.

Vorrangig werden Frequenzumrichter bei Drehstrommotoren eingesetzt. Ihre Anlauf- und Drehzahlverhalten können somit optimiert oder erweitert werden. Anwendungsgebiete für Umrichter bei ein- oder zweiphasigen Wechselstrommotoren sind heutzutage jedoch keine Seltenheit.

Ein Nachteil beim Einsatz von Umrichtern sind die starken elektrischen Störsignale die auf den Motorzuleitungen erzeugt werden, welche andere Verbraucher beeinflussen können. Um diese Störeinflüsse zu verringern werden oft abgeschirmte Motorzuleitungen verwendet oder so genannte Sinusfilter zwischen Umrichter und den Verbraucher geschaltet.