Umrichter


Zuletzt aktualisiert von Rolf Gloor am 07.07.2010

Für die Umformung von Gleichstrom in Wechselstrom mit Halbleiter gibt es verschiedene Schaltungen mit Transistoren.

Gleichstromsteller, Chopper

Für kleiner Gleichstrommaschinen (bis 100 A) wird eine H-Brückenschaltung verwendet. Damit das System den Antrieb bremsen kann, muss der von der Last kommende Strom (Generatorbetrieb) im Zwischenkreis abgebaut werden können. Dazu ist eine Bremswiderstand vorgesehen, welcher über einen Transistor angesteuert wird.

umrichter_chopper
Chopper, nicht eingezeichnet der Einschaltwiderstand.

Frequenzrumrichter

Für Asynchronmaschinen wird heute einen Spannungs-Zwischenkreis-Umrichter verwendet. Damit das System den Antrieb bremsen kann, muss der von der Last kommende Strom (Generatorbetrieb) im Zwischenkreis abgebaut werden können. Dazu ist eine Bremswiderstand vorgesehen, welcher über einen Transistor angesteuert wird.

umrichter_frequenzumrichter_schema
Frequenzrumrichter, nicht eingezeichnet der Einschaltwiderstand.

Ausgangsspannung

Die Transistoren werden nicht stufenlos sonder in wie Schalter angesteuert. Sie sind entweder voll leitend oder gesperrt. Die Ausgangsspannung besteht aus rechteckigen Spannungszeitflächen. Je länger die Schalter geschlossen sind, desto höher wird der Mittelwert der Ausgangsspannung.

Es gibt 2 verschiedene Ansteuerarten:

Pulsumrichter

Beim Pulsumrichter, ist die Einschaltdauer konstant ist, aber die Einschalthäufigkeit vom Sollwert abhängt, die Taktfrequenz ist hoch.

umrichter_puls_1
Ausgangsspannung eines Pulsumrichters mit 10 kH Taktfrequenz und 30% Spannungssollwert.
umrichter_puls_2
Ausgangsspannung eines Pulsumrichters mit 10 kH Taktfrequenz und 90% Spannungssollwert.

PWM-Umrichter

Beim PWM-Umrichter (PulsWeiten Modulierte Umrichter) ist die Einschaltdauer vom Sollwert abhängt, die Taktfrequenz ist tief. Dieser Umrichtertyp wird am häufigsten eingesetzt.

umrichter_pwm_1
Ausgangsspannung eines PWM-Umrichters mit 1 kH Taktfrequenz und 30% Spannungssollwert.
umrichter_pwm_2
Ausgangsspannung eines PWM-Umrichters mit 1 kH Taktfrequenz und 90% Spannungssollwert.

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