Um den Drehzahlbetrieb von Motoren zu realisieren, wird in explosionsgeschützten Motoren häufig die Wechselrichtertechnologie eingesetzt. Der Wechselrichter wandelt die Netzfrequenz (50 Hz oder 60 Hz) in Wechselstrom mit verschiedenen Frequenzen um und ermöglicht so den drehzahlvariablen Betrieb des Motors. Das Gerät umfasst eine Steuerschaltung zur Ansteuerung des Hauptstromkreises, eine Gleichrichterschaltung zur Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom, eine Zwischenschaltung zur Glättung und Filterung des Gleichstromausgangs sowie die Wechselrichterschaltung zur Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom. Bei Frequenzumrichtern mit hohem Rechenaufwand ist zusätzlich eine CPU zur Drehmomentberechnung und die entsprechende Schaltung erforderlich. Durch die Änderung der Netzfrequenz der Statorwicklung des Motors lässt sich die Drehzahl frequenzvariabel regeln.
Wechselrichter können je nach Klassifizierungsmethode in Spannungs- und Stromwechselrichter, PAM-gesteuerte Wechselrichter, PWM-gesteuerte Wechselrichter und PWM-gesteuerte Wechselrichter mit hoher Trägerfrequenz, V/f-gesteuerte Wechselrichter, Schlupffrequenz-gesteuerte Wechselrichter und Vektor-gesteuerte Wechselrichter, allgemeine Wechselrichter, Hochleistungs-Spezialwechselrichter, Hochfrequenz-Wechselrichter, Einphasen-Wechselrichter und Dreiphasen-Wechselrichter usw. unterteilt werden.
Im Frequenzumrichter steht VVVF für variable Spannung und Frequenz, während CVCF für konstante Spannung und konstante Frequenz steht. Die in vielen Ländern weltweit verwendeten Wechselstromnetze, ob in Haushalten oder Fabriken, haben üblicherweise eine Spannung von 400 V/50 Hz oder eine Frequenz von 200 V/60 Hz (50 Hz). Das Gerät, das eine solche Stromversorgung in eine Wechselstromversorgung mit variabler Spannung und Frequenz umwandelt, wird als Frequenzumrichter bezeichnet. Um variable Spannungen und Frequenzen zu erzeugen, muss das Gerät zunächst Wechselstrom in Gleichstrom (DC) umwandeln.
Der Frequenzumrichter dient zur Motorsteuerung und kann sowohl Spannung als auch Frequenz verändern. Gemäß der Drehzahlgleichung des Wechselstrommotors ist die Drehzahl n proportional zur Frequenz f. Die Motordrehzahl lässt sich also durch Änderung der Frequenz f anpassen. Daher ermöglicht der Frequenzumrichter die Drehzahlregelung durch Änderung der Versorgungsfrequenz des Motors und ist somit ein hocheffizientes und leistungsstarkes Verfahren.
Bei der Entwicklung von Frequenzumrichtern haben sich verschiedene Regelungsmethoden herausgebildet, darunter:
Sinusförmiger Pulsweitenmodulations-(SPWM)-Regelmodus, wobei 1U/f=C;
Spannungsraumvektor-Regelmodus (SVPWM);
Vektorsteuerungsmodus (VC);
Direkte Drehmomentregelung (DTC)-Modus;
Matrix-Schnittpunkt - Schnittpunktsteuerungsmodus usw.
Im obigen Text wird die innovative Anwendung von Wechselrichtern in explosionsgeschützten Motoren beschrieben. Durch die Wechselrichtertechnologie lässt sich die Motordrehzahl flexibel anpassen, wodurch hocheffiziente und leistungsstarke Stromversorgungslösungen für den industriellen Bereich realisiert werden.
Veröffentlichungsdatum: 26. August 2023