Frequenzumrichter – Aufgabe und Funktion

Mit einem Frequenumrichter kann aus Wechselstrom, der eine bestimmte Frequenz aufweist, eine veränderbare Spannung erzeugt werden. Die Spannung ist nach der Umwandlung in Amplitude und Frequenz veränderbar. Der Wechselstrom, der in den Frequenzumrichter gelangt, kann sowohl Einphasen-, als auch Dreiphasenwechselstrom sein. Diese Frequezumrichter, die zu den elektrischen Geräten zählen, werden vor allem an Drehstrom- und auch an Kondensatormotoren eingesetzt. Bei diesen sollen die Frequenzumrichter das Anlauf- und das Drehzahlverhalten verbessern und im optimalen Fall dieses sogar verbessern. Diese Motoren werden vor allem für Pumpen, Lüfter-, Hebe- und Fortbewegungsanwendungen eingesetzt. Des Weiteren werden die Frequenzumrichter auch in Servoantrieben gebraucht, da diese sehr häufig mit starken Drehzahl- und Drehmomentänderungen betrieben werden.

In einem Frequenzumrichter wird zuerst die eingehende Wechselspannung, welche in den meisten Fällen die so genannte Netzspannung ist, mittels eines Gleichrichters gleichgerichtet. Für diese Umwandlung kommen sowohl ungesteuerte, als auch gesteuerte Brücke zum Einsatz. Diese Gleichspannung wird danach in einen Kondensator übertragen, der als Zwischenspeicher dient. Auf dem Weg zum Kondensator durchquert die Spannung noch mehrere Filter, um die Reste der Wechselspannung zu entfernen. Diese gespeicherte Gleichspannung wird danach durch einen elektronischen Leistungsschalter wieder in eine neue Wechselspannung umgewandelt. Die elektronischen Leistungsschalter sind nur gesteuerte Brücken, wie zum Beispiel Transistoren oder Schaltthyristoren. Die erzeugte Wechselspannung ist im Gegensatz zur Eingangsspannung aber von der Frequenz her entweder konstant oder variabel. Durch die so genannte Pulsweitenmodulation wird auch die Leistungsabgabe beeinflusst. Dabei wird die Impulsdauer verändert.