Anwendungsmöglichkeiten für Frequenzumrichter in der Industrie

Frequenzumrichter gibt es bereits seit längerer Zeit. Diese Bauteile sind eng mit dem Fortschritt in der Elektromechanik verknüpft. Die Geschichte beginnt in den 1960er Jahren mit den ersten in Serie produzierten Umrichtern. Solche Frequenzumrichter waren erforderlich, um Motoren mit einer dynamischen Drehzahl zu betreiben.

Das Funktionsprinzip hat sich bis heute nicht geändert. Dennoch gab es im Laufe der Zeit grosse Fortschritte bei diesen Komponenten. Eine Entwicklung ist der Schritt weg von analoger Technik hin zu digitalen Frequenzumrichtern. Dadurch sind die Frequenzumrichter für die Industrie präziser und bieten Ihnen deutlich mehr Funktionen.

In jüngerer Vergangenheit sind es vor allem Wide-Bandgap-Geräte (WBG), die den Innovationszyklus fortsetzen. Mit diesen Lösungen lassen sich moderne Frequenzumrichtersysteme realisieren, die besonders präzise arbeiten. So weisen Wide-Bandgap-Geräte einen niedrigen Einschaltwiderstand sowie eine hohe Spannungssperrfähigkeit auf.

Bei Conrad erhalten Sie Frequenzumrichter für unterschiedlichste industrielle Einsatzszenarien. Dementsprechend breit ist das Angebot gefächert. In erster Linie unterscheidet sich die Technik in den Spezifikationen. Das betrifft die Eingangsspannung sowie die Ausgangsleistung. Kleine und kompakte Lösungen sind für Ausgangsleistungen von unter 0.5 kW ausgelegt. Im oberen Bereich liegen dreiphasige Umrichter für Eingangsspannung mit 400 V und mit einer Ausgangsleistung von 15 kW oder mehr.

Unterschiede gibt es weiterhin bei den Frequenzbereichen, die die Umrichter bereitstellen. Der Frequenzbereich bestimmt, mit welcher Drehzahl der angeschlossene Motor läuft. Gerade die modernen Umrichter arbeiten mit breiten Frequenzbereichen. Diese decken oftmals Frequenzbereiche von 0 bis 650 Hz ab. 

Moderne Frequenzumrichter glätten zudem elektromagnetische Störungen (EMI), die in extremen Frequenzbereichen auftreten. So ist ein sicherer Betrieb der Verbraucher möglich.

Frequenzumrichter mit Drucktaster sind dafür ausgelegt, den angeschlossenen Verbraucher direkt abzuschalten. Gerade für den Einsatz in der Industrie sind Varianten mit Schlüsselschalter praktisch. Ein solcher Frequenzumrichter mit Schlüsselschalter verhindert, dass Unbefugte auf die Funktionen des Systems zugreifen. So stellen Frequenzumrichter mit Schlüsselschalter sicher, dass Aktivierung und Abschaltung nur durch Personen mit Kontrolle über den Schlüssel möglich ist.

Viele Frequenzumrichter ermöglichen es zudem, den Betriebsmodus individuell anzupassen. Dies gelingt meist über die Jumper auf der Steckplatine. Diese Jumper auf den Steckplatinen erlauben es zum Beispiel, die Eingangsspannung sowie die Phasen zu definieren. Auch die Einrichtung als High-Speed-Pulseingang ist über die Steckplatinen möglich.

In Kombination mit einem Schaltfolgekonverter richten Sie dann auch komplexe Betriebsmodi ein. Auf diese Weise verändern Sie zum Beispiel die Funktion eines angeschlossenen Drucktasters. Ein Schaltfolgekonverter sorgt zum Beispiel dafür, dass der Drucktaster nicht mehr als einzelner Impuls arbeitet, sondern als Ein-Aus-Schalter fungiert.

Der Einsatz von modernen Frequenzumrichtern in der Industrie bringt eine Reihe von Vorteilen mit. So arbeitet diese Technik besonders präzise und stromsparend. Die genaue Steuerung der angeschlossenen Motoren ermöglicht ebenfalls die Reduzierung der Leistungsaufnahme. Ebenfalls sind viele Frequenzumrichter inzwischen in der Lage, eine Rückspeisung von Energie vorzunehmen. Energie, die so beim Bremsen des Elektromotors entsteht, gelangt in Ihr lokales Stromnetz zurück. Damit erhöhen Sie die Effizienz und senken Energiekosten. Gerade in Systemen, bei denen Sie laufend die Drehzahl verändern, ist dies ein interessanter Aspekt.

Neue Entwicklungen wie die Frequenzumrichter Sinamics G220 von Siemens mit Clean-Power-Technologie reduzieren Oberschwingungen bis zu 97 Prozent. Conrad führt diese Serie an Frequenzumrichtern, die speziell für den Einsatz in der Industrie konzipiert sind. Zu dieser Serie gehört ein eigener Webserver. An diesem melden sich die Frequenzumrichter an, stellen Daten zur Verfügung und erlauben einen direkten Zugriff. Ausserdem sind diese Frequenzumrichter für die Kombination mit IIoT-Modulen vorbereitet. Das alles vereinfacht den Aufbau individueller Edge-Computing-Lösungen.

Ein Merkmal von modernen Frequenzumrichtern ist weiterhin die Kombination mit smarten Softwarelösungen sowie der Cloud. Auf diesem Weg stehen Ihnen erweiterte Funktionen zur Verfügung und die Sie können komplexe Steuerungssysteme deutlich einfacher umsetzen. Präzise Echtzeit-Bewegungssteuerungen mit feiner Abstimmung sind so mit Frequenzumrichtern realisierbar.

Die Wahl des richtigen Frequenzumrichters mit innovativem Leistungsumfang ist also gerade in der Industrie wichtig. So schaffen Sie eine moderne Infrastruktur, um IIoT, Egde Computing und die Cloud mit Ihren mechanischen Antriebsmotoren zu verbinden.