Frequenzumrichter Optimale Auslegung für einen sicheren Anlagenbetrieb

Die elektrische Antriebstechnik spielt beim Ressourcen schonenden Umgang mit der Energie eine wesentliche Rolle. Eine optimale Auslegung und Auswahl des Antriebs kann die Lebenszykluskosten drastisch senken. Danfoss zeigt, wie der Planer in vier Schritten zur richtigen Lösung gelangen kann.

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Bei der Projektierung drehzahlgeregelter Antriebe treten häufig Fragen auf, die nicht unmittelbar mit den eigentlichen Aufgaben eines Frequenzumrichters zu tun haben. Vielmehr betreffen sie die Einbindung dieser Geräte in das Antriebssystem und die Gesamtanlage. Der Projektierung und Auslegung drehzahlgeregelter Antriebssysteme fällt eine entscheidende Bedeutung zu. Der Planer stellt genau in diesem Stadium die Weichen für die Qualität des Antriebssystems, für die Betriebs- und Wartungskosten sowie für den sicheren und störungsarmen Betrieb. Durchdachtes Projektieren im Vorfeld hilft, unerwünschte Nebeneffekte im späteren Betrieb des Antriebssystems zu vermeiden.

Schritt 1: Netzversorgung

Für die Energieversorgung elektrischer Antriebe stehen unterschiedliche Netzformen zur Verfügung. Alle haben auf das EMV-Verhalten einer Anlage einen mehr oder weniger großen Einfluss. Je nach Einsatzort sind daher geeignete EMV-Maßnahmen zu ergreifen.

Daneben gehört aber auch die Betrachtung von netzspezifischen Einflüssen wie Transienten oder die Notwendigkeit für Blindstromkompensation zu einer sicheren Auslegung. Und nicht zuletzt kann es auch bei Transformatoren, die viele Frequenzumrichter speisen müssen, zur Überlastung kommen. Daher sind die Netzbelastung durch Netzrückwirkungen, sowie die Netzstabilität im Vorfeld zu betrachten.

Schritt 2: Umgebungsbedingungen

Ein wichtiger Punkt ist auch der Einbauort des Frequenzumrichters. Denn je nach Belastung mit aggressiven Gasen oder starker Staubbildung, ist ein entsprechend geschütztes Gehäuse in IP55 oder gar IP66 notwendig – insbesondere bei Stand-alone-Anwendungen im Feld.

In diese Betrachtung fällt auch die Auswahl eines passenden Kühlkonzepts. Denn auch hier ist die Elektronik nicht nur vor überhöhten Temperaturen zu schützen, sondern auch vor Verunreinigungen aus der Luft wie Staub oder Feuchtigkeit. Und nicht zuletzt in Kläranlagen oder in der chemischen Industrie spielen auch Ex-Bereiche bei der Auswahl der Antriebslösung eine wichtige Rolle.

Schritt 3: Motor und Verkabelung

Für die richtige Auswahl des Motors ist das von der Arbeitsmaschine benötigte Drehmoment entscheidend. Dafür rechnet man auf die prozessbedingt geforderte Leistung alle Zuschläge wie beispielsweise Lagerreibung, Kupplungsverluste oder externe Lüfter auf und erhält über die Betriebsdrehzahl das erforderliche Motormoment.

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