Wie USV-Systeme als Frequenzumwandler für eine universelle Eingangsfrequenz sorgen

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Auch bei Riedel Transformatorenbau stand man vor dem Problem, Maschinen unterschiedlicher Art für den Einsatz mit anderen Netzparametern fit zu bekommen. Das Unternehmen kümmert sich für seine Kunden aus dem Maschinenbau um die Anbindung an elektrische Netze. Unterschiedliche Spannungen sind dabei kein Problem, mit den eigenen Transformatoren lassen sich Eingangs- und Ausgangsspannungen von bis zu 1000 Volt bewältigen, bei einem Leistungsbereich bis 800 kVA.

Frequenzumrichter sind oft nicht hochwertig genug

Für variable Frequenzbereiche suchte Riedel allerdings nach einer Lösung. Handelsübliche Umrichter waren meist nicht hochwertig genug. Die Form der Ausgangsspannung entsprach nicht den hohen Anforderungen, die beispielsweise Computersysteme und Messtechnik innerhalb der Maschinensteuerung stellten. Wenn die Anlagen hinter einem Umrichter mit Pulsweitenmodulation (PWM) arbeiten, entstehen dabei auch enorme EMV-Störungen. Eine Glättung dieser Störungen über passive LC-Glieder brachte nur unzureichende Ergebnisse und kam schon deswegen nicht in Frage, weil sie nicht im Leerlauf funktioniert (Sinusform des Netzes).

Die USV als Problemlöser

Die Lösung fand Riedel Trafobau schließlich bei einem Hersteller von unterbrechungsfreien Stromversorgungen (USV). Die USV-Systeme von Newave sind in der Lage, Frequenzen an ihrem Eingang von 16,7 bis 60 Hz zu verarbeiten und eine konstante Ausgangsfrequenz nach Wunsch im gleichen Frequenzbereich zu liefern. Der Vorteil für den Kunden: die Maschine bleibt in ihrer ursprünglichen Form, Exportmodelle müssen nicht geändert oder separat entwickelt werden. Es gibt keinen zusätzlichen Aufwand für den Einkauf durch mehr Modelle mit anderer Konfiguration.

Theoretisch ist das mit jeder unterbrechungsfreien Stromversorgung der VFI-Klasse möglich. Diese USV-Kategorie erzeugt die Ausgangsspannung komplett synthetisch und kann damit Frequenz und Spannung vollständig kontrollieren. Allerdings sind die möglichen Regelbereiche oft bei weitem nicht so groß wie im Fall von Newave. Normalerweise muss eine USV am Eingang nur Abweichungen von wenigen Hertz korrigieren, auch die Ausgangswerte bewegen sich im Rahmen der Europa-Norm. Ohne spezielle Anpassungen kommt eine solche USV nicht für den Einsatz als Frequenzwandler in Frage.

Bei Newave, die schon seit langem in Bereichen wie Schiffsbau oder Eisenbahn aktiv sind, gehören solche Anforderungen zum Standard. Frank Hanisch, Entwicklungsingenieur von Riedel Trafobau erzählt: „Wir können die USVs von Newave ohne jede Modifikation einsetzen, wir lassen lediglich die Akkus weg, die normalerweise die Ausgangsspannung im Fall eines Stromausfalls liefern würden.“

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