Frequenzumrichter

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Wie funktioniert ein Frequenzumrichter?

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a&#41; Netfrequenz gleichrichten und mit Elkos puffern; nennt sich Gleichstrom Zwischenkreis. <BR>b&#41; Dann werkeln eigentlich drei Endstufen a´la Stereoverstärker und erzeugen die drei Phasen, sprich ein Sinusgenerator steuert die jeweils um 120 Grad phasenverschoben an - und das mit beliebiger Frequenz, d.h. man kann die Drehzahl des Motors variieren 0...100%. <BR>So einfach macht man es nicht, weil die Verlustleistung sonst zu gross würde und Motoren ja kein HIFI brauchen; also Schaltbetrieb. Je nach Motortyp reichen sogar zwei Endstufen; der Rest ergibt sich aus Summe und Differenz der Beiden. <BR>Um einen Gleichstrommotor anzusteuern reicht z.B. eine Endstufe, und davon auch nur der positive Teil, sprich ein Transistor, der den Gleichstrom mit unterschiedlichem Puls/Pausenverhältnis zerhackt. Dabei spielt dann die Frequenz keine Rolle. Den Aufwand mit den drei phasenversetzten Signalen muss man nur treiben wenn Drehstrommotoren, also kommutatorlose &#40;Kommutator = Umpoler = Kohlebürste oder Kollektor = &#40;Stromabgreifer incl. Umpoler&#41; beim Gleichstrommotor&#41; Motoren betrieben werden. Denen muss man von aussen ein passendes Wechselfeld servieren.<img src="http://progshop.com/elektronik/diskussion/clipart/smile.gif" border=0>

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Hi, <BR> <BR>der Sinn eines Frequenzumrichters besteht darin, dass man die Drehzahl mit möglichst wenig Leistungsverlust steuern / regeln kann. Früher verwendete man Gleichstrommaschinen und hat den Motor mit Widerstandsnetzwerken bzw. Abgriffen auf der Erregerwicklung gesteuert. <BR> <BR>Soll der Motor auf halber Kraft laufen, so verbrennen die Vorwiderstände etwa genau so viel Leistung, wie der Motor an sich. Bei niedrigen Drehzahlen sinkt zudedem Wirkungsgrad des Motors und er wird sehr heiß, da er viel Verlustleistung umsetzt. <BR> <BR>Frequenzumrichter wirken auf zwei Arten. Zum einen schleusen sie nur so viel Energie durch, wie benötigt wird, zum anderen kann man mit der passenden Frequenz den Wirkungsgrad bei niedrigenm Drehzahlen verbessern. <BR> <BR>Ein Laufender Motor wirkt nämlich gleichzeitig wie ein Generator. Bei Gleichstrommotoren bildet sich eine Gegenspannung, die den Strom bremst. Diese ist im Leerlauf fast so hoch wie die anliegende Versorgungsspannung. Die Differenz der beiden Spannungen lässt noch einen geringen Strom fließen, der den Motor am drehen hält. Im Leerlauf kann man also mit der Spannung die Drehzahl einstellen. Ist der Motor belastet, so zieht er mehr Strom, je höher die Belastung ist. Dadurch kann man die Drehzahl nicht mehr einstellen. <BR> <BR>Viele Wechselspannunsgmotoren sind so konzipiert, dass die dem Drehfeld der Versorgungsspannung folgen. Bei Last entsteht der sog. &#34;Schlupf&#34;. D.h. der Anker des Motors folgt dem Feld im gewissen Abstand. Ähnlich wie bei der Gleichstrommaschine steigt der Strom und somit die Leistung bei steigendem Schlupf. Der Motor ist bestrebt in gewissen Grenzen die Drehzahl der angelegten Frequenz anzupassen. Der Frequenzumsetzer steuert so die Drehzahl. Stimmt die Drehzahl absolut nicht mit der Frequenz überein &#40;Anlaufen aus Stillstand&#41;, so hat der Motor sehr wenig Kraft. Aufgabe des Frequenzumrichters ist hier, das Drehfeld langsam hochzufahren, damit der Motor Zeit hat, sich dem Drehfeld anzupassen. <BR> <BR>Anwendungsgebiete für Frequenzumrichter sind vor allem Anwendungen, in denen die Last verhindert, dass der Motor leicht anlaufen kann. Bei Kompressoren wird daher meist ein Ventiel geöffnet, dass der Kompressor ohne Last anläuft und zunächst keine Kompression hat. Bei Pumpen z.B. kann man das nicht ohne Weiteres machen. Elektronische Heitzungspumpen sind daher wesentlich kleiner geworden, da die Anlaufschwierigkeiten nicht mehr durch viel Kraft und mechanische Tricks überwunden werden müssen. Dafür befindet sich in oder an der Pumpe eine relativ kleine Platine, die die Pumpe steuert. Früher wurde die Leistung der Pumpe mit einem Stufenschalter eingestellt. Der hat elektrisch die Polpaare im Motor umgeschaltet. Die sind nämlich dafür verantwortlich, dass der Motor genau so schnell ist wie das Feld, halb oder ein viertel so schnell ist. Dazu sind aber viele umschaltbare Wicklungen von Nöten, was die Sache ziemlich groß macht. Durch den Frequenzumrichter kann man die Drehzahl stufenlos mit nur einem Polpaar einstellen. Auch überwacht die Elektronik die Last und kann die Leistung der Pumpe reduzieren, wenn Tagsüber die Heitzkörperventiele alle fast geschlossen sind. Das spart eine Menge Strom und Verschleiß, kämpft die Pumpe schließlich nicht mehr gegen die Ventile an. <BR> <BR>Ein witeres Anwendungsgebiet sind Drehstrommotoren, die an Wechselstrom arbeiten müssen. In Waschmaschinen wurde das Drehfeld früher mit einem Kondensator erzeugt. Dadurch konnte der Motor nur wenige verschiedene Gschwindigkeiten beherrschen. Mit den heute üblichen Frequenzumrichtern kann die Drehzahl dagegen stufenlos gesteuert werden. So kann jeder Waschgang individuell die Geschwindigkeit anpassen. <BR>Auch bei der Eisenbahn macht das Sinn. So können Drehstrommaschinen durch einen einzigen Fahrdraht betrieben werden. <BR> <BR>Gruß <BR>Elmar

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Es müsste auch welche geben, mit dehnen man Energie ins Stromnetz einspeisen kann. <BR> <BR>Zumindestes &#34;winselt&#34; der Kasten von der Solarstromanlage von meinen Dad genauso! :-&#41;

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richtig 4 Quardanten Umrichter ... <BR> <BR>hat z.B. eine Straßenbahn etc.

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Hi, <BR> <BR>... und der ICE. Der hat drei verschiedene Bremssysteme: Strom zurückspeisen, Wirbelstrombremse und für langsame Geschwindigkeiten Reibungsbremsen. <BR> <BR>Bei der Solaranlage wird nicht direkt ein frequenzumrichter drinnsitzen, der winselt, sondern ein Wechselrichter, da Solarstrom immer Gleichstrom ist. Außer man lässt die Sonne mit 50Hz blinken <IMG SRC="http://progshop.com/elektronik/diskussion/clipart/happy.gif" ALT=":-&#41;" BORDER=0> <BR>Wenn es ein hoher Ton ist, dann wird da noch ein DC/DC Wandler drinn sein, der die Spannung und den Widerstand an das Panel anpasst. So kann man auch noch mit weniger Licht die batterien laden, sonnst würde die Spannung nicht ausreichen. <BR> <BR>Tip von mir: <BR>Der Wirkungsgrad einer Solarzelle sinkt mit Zunehmender Erwärmung. Warum noch keiner auf die Idee gekommen ist, diese Solarwarmwasserkollektoren mit Solarzellen zwecks kühlung der Zellen zu kombinieren weiss ich nicht. Ist aber Sinnvoll, erhöht die nutzbare Fläche für Warmwasser bei Kombianlagen und steigert die Solarstromleistung. <BR>Wenn ein Pool vorhanden ist, versuch mal eine &#34;Kühlschlange&#34; &#40;Solarpoolheitzung&#41; einzubauen. <BR> <BR>Gruß <BR>Elmar