Funktionsweise eines Frequenzumrichters

Ein Frequenzumrichter ist ein elektronisches Gerät, das den Wechselstrom in eine, in Amplitude und Frequenz veränderte, Spannung umwandelt. Es gibt den 2-Quadranten Frequenzumrichter und den Direktumrichter.
Der elektronische (statische) 2-Quadranten Frequenzumrichter ist aus einem Gleichrichter und einem Wechselrichter aufgebaut. Der Gleichrichter speist einen Gleichstrom-Zwischenkreis. Der Zwischenkreis seinerseits speist den Wechselrichter. Der Wechselrichter arbeitet mit Transistoren und Thyristoren auch abgekürzt von der englischen Bezeichnung Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT und Integrated Gate Commutated Thyristor, IGCT abgeleitet. Das Ergebnis ist eine pulsweitenmodulierte (PWM) Spannung, die im Mittelwert die Sinusspannung der angestrebten Frequenz und Amplitude ist.Die Ausgangsspannung und deren Frequenz kann größtenteils geregelt werden. Der Ausgangsstrom ist ein Gleichstrom, nur die Spannung ist sinusförmig. Um überschüssige Energie abzuleiten besitzen die 2-Quadranten Frequenzumrichter einen Brems- Chopper , dieser führt die Energie im einen Widerstand der daraus Wärme erzeugt. Das schützt vor Überspannung und in der Folge vor der Zerstörung der Kondensatoren.
Der Direktumrichter oder Matrixumrichter verzichtet auf den Zwischenkreis. Hier ist jede Netzphase mit der Lastphase über Halbleiter verbunden. Direktumrichter mit IGBT sind rückspeisefähig.
Das Haupteinsatzgebiet für Frequenzumrichter sind Drehstrommotoren. Dadurch werden die Drehzahl und das Anlaufverhalten der Motoren verbessert. Sie können aber auch die Kondensatoren in den Kondensatormotoren ersetzen und hier die Drehzahl regeln.
Frequenzumrichter haben neben Leistungsanschlüssen auch digitale und analoge Ein- und Ausgänge. An diesen werden Potentiometer und Bussysteme zur Ansteuerung angeschlossen.
Die Frequenzumrichter sind dem jeweiligen Motor angepasst. Die Einspeisung der Parameter erfolgt heutzutage mit einer digitalen Steuereinheit oder über einen vorprogrammierten Chip. Dieses gewährt die optimale Leistung des Motors.