Antriebstechnik · Leistungselektronik · Inbetriebnahme

Parametrierung & Inbetriebnahme
eines Frequenzumrichters

Von der Gleichrichtung über die PWM-Erzeugung bis zur Motorparametrierung — drehzahlvariable Ansteuerung eines Asynchronmotors.

AC → DC → AC
Gleichrichtung, Zwischenkreis, PWM
IGBT
Leistungshalbleiter der Endstufe
2YSLCY
Geschirmte Motorleitung
Profinet
Feldbus-Anbindung
FUNKTIONSPRINZIP: NETZ → GLEICHRICHTER → ZWISCHENKREIS → PWM → MOTOR Netz AC Gleichrichter Zwischenkreis IGBT / PWM Asynchronmotor
01 · Funktionsprinzip

Wie ein Frequenzumrichter arbeitet

Ein Frequenzumrichter (FU) ermöglicht die stufenlose Drehzahlregelung von Asynchronmotoren, indem er Spannung und Frequenz der Motorversorgung variabel erzeugt, statt den Motor starr am Netz zu betreiben.

Dazu wird die Netzspannung zunächst gleichgerichtet (AC zu DC) und über den Zwischenkreis geglättet. Anschließend erzeugt die Ausgangsstufe mittels Pulsweitenmodulation (PWM) über IGBTs eine variable Ausgangsspannung und -frequenz, die dem Motor zugeführt wird.

Durch die Variation der Ausgangsfrequenz lässt sich die Drehzahl des angeschlossenen Asynchronmotors nahezu stufenlos einstellen — von sanften Anlauframpen bis zur Nenndrehzahl.

EingangsstufeGleichrichter (AC → DC)
ZwischenkreisGlättung über Kondensatoren
AusgangsstufeIGBT-Endstufe mit PWM
MotortypDrehstrom-Asynchronmotor
RegelverfahrenU/f-Kennlinie oder Vektorregelung
02 · Elektrischer Anschluss

Netz- und motorseitiger Anschluss

Netzseite
Absicherung nach Herstellerangabe, Vorschaltung eines Netzdrosselns oder Netzfilters zur Reduktion von Oberschwingungen.
Eingang
Motorseite
Anschluss über geschirmte Motorleitung (z. B. 2YSLCY), Schirm großflächig an EMV-Schirmklammern am Gehäusepotential geerdet.
Ausgang
03 · Parametrierung & Inbetriebnahme

Motordaten, Rampen & Schutzfunktionen

01

Motordaten vom Typenschild

Spannung, Strom, Leistung, cos φ und Nenndrehzahl werden aus dem Typenschild in den FU eingegeben, um die Motorregelung korrekt zu parametrieren.

02

Rampenzeiten

Hochlauf- und Auslaufzeit bestimmen, wie schnell der Motor auf Solldrehzahl beschleunigt bzw. abbremst — wichtig für mechanische Schonung.

03

Motorschutz

I²t-Überwachung im FU schützt den Motor vor thermischer Überlastung durch kontinuierliche Stromauswertung.

04 · Ansteuerung

Einbindung in die Automatisierungsebene

Feldbus
Digitale Anbindung an die SPS über Profinet oder vergleichbare Feldbusse für Soll-/Istwerte und Diagnose.
Digital
Analoge Sollwerte
Konventionelle Ansteuerung über 0–10 V oder 4–20 mA sowie digitale Start-Freigabesignale.
Analog
05 · Bildreferenz

Praxis-Regie

Schematische Darstellungen des Frequenzumrichters, der EMV-Schirmauflage und des Motortypenschilds.

50.0 Hz
Abb. 12.1
Leistungselektronischer Frequenzumrichter zur stufenlosen Drehzahlregelung.
Abb. 12.2
Großflächige EMV-Schirmauflage der Motorzuleitung am Gehäusepotenzial.
3~ MOT · V/A/kW/cos φ
Abb. 12.3
Typenschild des elektrischen Antriebs zur Auslesung der mechanischen und elektrischen Nenndaten.