Umrichter
für Antriebe im Maschinenbau
Elektrische Antriebstechnik wie Frequenzumrichter, Gleichstromumrichter, Wechselrichter, Servoregler für mehr Effizienz in der Industrie 4.0
Bild: Mitsubishi Electric
Umrichter | Leistungselektronik für moderne Antriebe
Umrichter sind elektronische Geräte, die die Eigenschaften von elektrischer Energie verändern. So passen Frequenzumrichter, Gleichstromumrichter, Wechselrichter, Schaltschrankumrichter usw. insbesondere Spannung, Stromart und Frequenz des Stroms an die Steuerung von z. B. Elektromotoren an. Hier finden Sie einen umfassenden Überblick über die Hersteller, neue Einsatzmöglichkeiten sowie detaillierte Produktvorstellungen.
Umrichter 2024 – Das Wichtigste in Kürze
In der Antriebstechnik dienen Umrichter wie Frequenzumrichter, Gleichstromumrichter, Wechselrichter, Servoregler etc. insbesondere der flexiblen Regelung der Drehzahl von Elektroantrieben. Damit lassen sich beispielsweise der Volumen-Strom einer Pumpe variieren oder ein sanfter Anlauf eines Motors realisieren. Umrichter für Elektromotoren werden besonders im hohen Leistungsbereich eingesetzt.
Für Konstrukteure bieten die neuesten Entwicklungen in der Umrichtertechnologie spannende Möglichkeiten zur Optimierung von Antriebssystemen. Moderne Umrichter integrieren hochentwickelte Regelungsverfahren wie vektorielle Steuerung und Direkt-Drehmomentsteuerung (DTC), die eine unübertroffene Präzision in der Motoransteuerung ermöglichen.
Die Integration von Echtzeit-Ethernet-Kommunikation unterstützt die Implementierung in vernetzten Produktionsumgebungen, erleichtert die Fernüberwachung und -wartung sowie die präzise Anpassung an variable Lastanforderungen.
Zudem ermöglicht die Nutzung von erweiterten Energierückgewinnungssystemen eine effiziente Nutzung der Bremsenergie, was nicht nur die Energieeffizienz steigert, sondern auch die Betriebskosten senkt.
Die Anwendung von Künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen für prädiktive Wartung und adaptive Regelungsstrategien eröffnet neue Wege zur Minimierung von Ausfallzeiten und zur Verlängerung der Lebensdauer der Antriebssysteme.
Nachfolgend präsentieren wir Ihnen die neuesten Entwicklungen an Umrichtern und weiterer Leistungselektronik:
Gleichrichter optimiert Energieversorgungsqualität
05.03.2024 | Der Gleichrichter SimΩn von Condensator Dominit setzt neue Maßstäbe in der Qualität der Energieversorgung. Als aktiver, modular aufgebauter Gleichrichter nutzt SimΩn fortschrittliche und verlustarme Halbleitertechnologie auf Basis von Siliziumkarbid. Diese innovative Technologie ermöglicht es u. a., die Energieversorgungsnetze breitbandig zu bedämpfen.
Zertifizierter Servoregler mit Profisafe-Schnittstelle
04.03.2024 | Wittenstein stellt auf der Logimat in Stuttgart den innovativen Servoregler "Cyber Simco drive 2" vor. Dieser sicherheitszertifizierte Servoregler mit Profisafe-Interface ist verfügbar in den Leistungsvarianten SIM2050 und SIM2100 mit integrierter Sicherheitskarte.
Modularer Frequenzumrichter mit maximaler Leistung
22.02.2024 | Das modulare Inveor Konzept der Frequenzumrichter von Kostal gestattet es, alle Motorarten sensorlos zu regeln. Sie können herstellerunabhängig Motoren oder Getriebe mit diesem Frequenzumrichter kombinieren. Langfristig Kosten sparen kann man außerdem, weil der Inveor alle Motorenarten maximal effizient steuert.
Ersatzstrom-Lösung mit Wechselrichter und Batterie
18.02.2024 | Solaredge präsentiert eine dreiphasige Backup-Lösung, um Eigenheimen bei Stromausfällen eine ununterbrochene Energieversorgung zu garantieren. Diese basiert auf dem dreiphasigen Home Hub-Wechselrichter und der 48 V Home Batterie. Entwickelt wurde die Ersatzstrom-Lösung, um dem steigenden Interesse an Selbstversorgung und Unabhängigkeit des Netzes gerecht zu werden.
Wechselrichter für Balkon und größere Anlagen
02.12.2023 | Growatt präsentierte auf der Solar Solutions in Düsseldorf seine neuesten Wechselrichter, darunter den MAX 100-125KTL3-X LV. Dieser Wechselrichter ist nach VDE AR-N 4110:2023 zertifiziert und qualifiziert sich somit für das Einheitenzertifikat für Mittelspannungs-Erzeugungsanlagen. Ein Highlight sind die für Balkon-Solaranlagen optimierten NEO 800M-X Mikro-Wechselrichter.
Umrichter Arten
Es gibt mehrere Arten von Umrichtern, die sich in ihrer Funktionsweise und ihren Einsatzgebieten unterscheiden:
- Standard-Umrichter (V/f-Umrichter) wandeln die Eingangsspannung in eine variable Frequenz und Spannung um, um die Geschwindigkeit des Motors zu steuern.
- Sensorlose Vektorumrichter bieten eine präzisere Steuerung der Motordrehzahl und des Drehmoments ohne den Einsatz von externen Sensoren.
- Servoumrichter sind spezialisiert auf die Ansteuerung von Servomotoren und bieten eine hochpräzise Steuerung von Position, Geschwindigkeit und Drehmoment.
- Regenerative Umrichter können die Energie, die beim Bremsen des Motors entsteht, zurück ins Stromnetz speisen.
- Direktumrichter sind in der Lage, Wechselstrom direkt in einen anderen Wechselstrom (ac-ac) mit unterschiedlicher Frequenz umzuwandeln.
- Multilevel-Umrichter verwenden mehrere Spannungsebenen, um eine hochwertigere, näher an der Sinusform liegende Ausgangsspannung zu erzeugen. Sie reduzieren die harmonischen Verzerrungen und eignen sich für Anwendungen mit strengen Anforderungen an die Stromqualität.
Folgende Umrichter haben wir für Sie besonders unter die Lupe genommen:
Frequenzumrichter | Für die optimale Drehzahl am Elektromotor
Frequenzumrichter regeln seit über 50 Jahren die Drehzahl und damit die Geschwindigkeit von elektrischen Maschinen. Motoren werden stufenlos regelbar, was heutzutage in vielen Branchen wie der Automobilindustrie, Klimatechnik, Lebensmitteltechnik, Handhabungstechnik, Bearbeitungsmaschinen uvm. unabdingbar ist. Wir stellen Ihnen hier Neuentwicklungen und Anwendungsbeispiele der Konverter vor.
Gleichrichter | Elektronische Bauelemente für Gleichstromrichter
Gleichrichter, die elektronischen Bauelemente für Gleichstromrichter, sind essenziell in der Elektrotechnik, weil sie Wechselstrom in Gleichstrom umwandeln. Dieser Artikel beleuchtet aktuelle Neuentwicklungen auf dem Markt, zeigt Einsatzfälle auf und wirft einen Blick zurück auf die Evolution dieser Technologie. Im Mittelpunkt stehen die fortschrittlichen Techniken und Materialien, die die Effizienz und Leistungsfähigkeit moderner Gleichrichter signifikant verbessern.
Servoregler | Vom Servoverstärker bis Servoumrichter
Servoregler, Servoverstärker und Servoumrichter von heute eröffnen mit ihrer Präzision und Effizienz in der Bewegungssteuerung neue Horizonte für Anwendungen in der Automatisierung, Robotik und vielen anderen Branchen. Erfahren Sie mehr über die leistungselektronischen Stellglieder, ihre Anwendungen den Entwicklungsstand sowie die am Markt verfügbaren Neuentwicklungen.
Finden Sie den besten Wechselrichter für Ihre Solaranlage
Ein PV Wechselrichter ist entscheidend für die Leistung Ihrer Photovoltaikanlage: Er wandelt Gleichstrom in Wechselstrom um, damit Sie die Energie nutzen können. Doch welcher Wechselrichter passt am besten zu Ihrer Anlage? In diesem Artikel erfahren Sie, wie Wechselrichter funktionieren, was sie leisten müssen und wie Sie das optimale Modell für Ihre spezifischen Anforderungen auswählen. Außerdem stellen wir Ihnen Neuentwicklungen vor.
Anwendungen und Branchen
Umrichter finden in einer Vielzahl von Industrien und Konsumgüter-Anwendungen Einsatz, um die Effizienz und Steuerung elektrischer Motoren zu verbessern. Ihre Vielseitigkeit ermöglicht den Einsatz in vielen Bereichen wie in der Industrieautomation, bei Erneuerbaren Energien, in der Gebäudetechnik, Elektromobilität und in Haushaltsgeräten. Nachfolgend finden Sie einige solcher Anwendungen.
Wechselrichter für die Photovoltaik und Solar
Ein PV Wechselrichter ist entscheidend für die Leistung Ihrer Photovoltaikanlage: Er wandelt Gleichstrom in Wechselstrom um, damit Sie die Energie nutzen können. Doch welcher Wechselrichter passt am besten zu Ihrer Anlage? In diesem Artikel erfahren Sie, wie Wechselrichter funktionieren, was sie leisten müssen und wie Sie das optimale Modell für Ihre spezifischen Anforderungen auswählen.
Für Fördertechnik in Flughafen und Paketverteilzentren
Nord Drivesystems stellt aus der Reihe seiner leistungsstarken und effizienten Nordac Flex Baureihe den neuen Frequenzumrichter Nordac Flex SK 205E vor. Er wurde speziell für die Gepäcktransport Anlagen auf Flughäfen und die Fördersysteme in Paketverteilzentren entwickelt. Die Umrichter lassen sich antriebsnah im Feld sowie motorintegriert installieren.
Hygiene freundliche Umrichter für die Bäckerei-Technik
Ein leistungsfähiger Partner für Antriebskonzepte in der Bäckerei-Technik ist Getriebebau Nord. Mit korrosionsbeständigen Glattmotoren, Getrieben, Frequenzumrichtern und Motorstartern im washdown Aluminiumgehäuse bietet Nord Drivesystems hygienefreundliche Antriebstechnik für die Misch- und Rührtechnik in Bäckereien.
Ansteuerung von Kompressoren in Brennstoffzellen
Celeroton stellt einen speziellen Frequenzumrichter vor, der zur Ansteuerung von Kompressoren in Brennstoffzellen Systemen dient. Der CC-550-7500 gestattet die sensorlose Regelung von bürstenlosen DC-Motoren (BLDC) und Permanentmagnet-Synchronmaschinen (PMSM). Die Modulation und Regelung lassen sich passend auf beinahe jede elektrische Maschine abstimmen.
Intelligente Antriebe für die Gebäudeautomatisierung
Die Frequenzumrichter von Danfoss leisten einen wesentlichen Beitrag beim Realisieren und Modernisieren von energieeffizienteren Gebäuden. Durch die effiziente Steuerung von Standardasynchron-, Permanentmagnet- und Synchron-Reluktanz-Motoren schöpfen sie die Energiesparpotentiale durch Drehzahlregelung von Pumpen, Kompressoren und Lüftern in der Gebäudetechnik in hohem Maße aus.
Frequenzumrichter für Krananwendungen
Mitsubishi Electric rundet sein Frequenzumrichter-Portfolio ab und liefert Geräte für zusätzliche Spannungs- und Leistungsbereiche. Der Antriebsspezialist bietet Kompaktgeräte bis 630 kW, eine flüssig gekühlte Baureihe für raue Einsatzbedingungen und kurzfristig verfügbare Sondergeräte für Krananwendungen und Wickelapplikationen.
Anwender berichten
Vom Fassenantrieb über eine Gepäckförderanlage bis hin zur Bühnentechnik: Drei Anwender von Frequenzumrichtern lassen uns hinter die Kulissen blicken:
Frequenzumrichter Victoria Airport
Umrichter Käsereibe London
Frequenzumrichter im Theater Łódź
Hersteller Know-How
Mitsubishi Electric hat eine große Auswahl an Frequenzumrichtern, Servoverstärkern und Invertern im Portfolio, das auf die Bedürfnisse verschiedener industrieller Anwendungen zugeschnitten ist. Bei den Frequenzumrichtern reichen die Geräte von kompakten Modellen für einfache Antriebsaufgaben bis hin zu fortschrittlichen Systemen für komplexe Anwendungen mit präziser Geschwindigkeits- und Drehmomentsteuerung. Die breite Palette an Servosystemen findet Anwendung in Robotik, CNC-Maschinen und anderen hochpräzisen Anwendungen zur Bewegungssteuerung. Werden komplexe Bewegungsabläufe und koordinierte Steuerung mehrerer Achsen erforderngefordert, bietet der Automatisierer leistungsfähige Motion-Controller.
Effiziente Frequenzumrichter für die smarte Fabrik
Die Frequenzumrichter von Mitsubishi Electric decken kommerzielle Anwendungen ebenso ab wie Einsätze unter rauen Bedingungen. Dabei schaut der Hersteller besonders auf Effizienz. Mit seiner Line-up Serie z. B. meistern die Umrichter mit hoher Qualität bei weniger Funktionalität nur genau das, was sie sollen. Oder die FR-E800 Serie bietet mit seiner Standard-Funktion zur Korrosionserkennung ein Alleinstellungsmerkmal.
Servoverstärker mit offenen Netzwerkanbindungen
Die Servo Open Network Funktionalität in der Verstärkerserie „Melservo MR-J4“ ermöglicht es, die wechselnden internationalen Leistungsanforderungen moderner High-End-Maschinen im Bereich Motion/Control mit nur einer Lösung zu bedienen. Dank des Multi-Network Interfaces verfügt die kompakte Antriebslösung von Mitsubishi Electric über Schnittstellen zu allen weltweit relevanten Motion Systemen, die Maschinenbauern den Eingang zum globalen Markt erleichtern.
Weitere Hersteller
Es gibt eine ganze Reihe Hersteller, die Umrichter, Regler und andere Leistungselektronik bieten. Jeder von ihnen bringt einzigartige Stärken und Spezialisierungen in den Umrichtermarkt ein: von hoher Energieeffizienz und Robustheit bis hin zu fortschrittlicher digitaler Integration und Anpassungsfähigkeit für spezifische Branchenanforderungen. Hier sind die wichtigsten Anbieter:
- ABB bietet eine umfangreiche Auswahl an Frequenzumrichtern für unterschiedliche Anwendungen, von der allgemeinen Motorsteuerung bis hin zu spezialisierten Lösungen für schwere Industrieanwendungen. Die Umrichter sind bekannt für ihre Zuverlässigkeit und Leistung sowie für ihre fortschrittlichen digitalen Services im Rahmen der digitalen Plattform ABB Ability.
- Baumüller hat sich mit seinen innovativen Lösungen und dem Engagement für Qualität und Kundenservice als führender Anbieter in der Umrichtertechnologie etabliert. Ein breites Spektrum an modularen Komponenten, die einen starken Fokus auf Energieeffizienz legen, ermöglichen es, Antriebssysteme exakt nach den spezifischen Anforderungen einer Anwendung zu konfigurieren.
- Beckhoff integriert seine Umrichtertechnologie nahtlos in die PC-basierte Steuerungstechnik, einschließlich Serien für Servoantriebe. Die Ethercat-Technologie ermöglicht extrem schnelle Kommunikation und Synchronisation, ideal für hochdynamische Positionieraufgaben.
- B&R Industrial Automation bietet eine breite Palette an Umrichtern, die für präzise Steuerung von Maschinen und Anlagen konzipiert sind. Innovative Technologien wie „Reaction“ und „Nettime“ ermöglichen extrem schnelle Regelung und Synchronisation.
- Danfoss Frequenzumrichter kommen in einer Vielzahl von Anwendungen zum Einsatz von der Gebäudeautomation bis zur Prozessindustrie. Energieeffizient und robust eignen sie sich besonders für anspruchsvolle Umgebungen.
- Getriebebau Nord ist spezialisiert auf Antriebstechnik mit einem breiten Angebot an Getriebemotoren, Frequenzumrichtern und dezentralen Antriebslösungen. Die Lösungen sind flexibel, skalierbar, energieeffizient und benutzerfreundlich.
- KEB Automation bietet ein umfassendes Angebot an Frequenzumrichtern, Servosystemen und Magnetkupplungen. Die Antriebssysteme sind besonders für ihre hohe Anpassungsfähigkeit und die Integration von Sicherheitsfunktionen bekannt.
- Kostal Industrie Elektrik fokussiert sich auf Umrichterlösungen für Photovoltaik und industrielle Anwendungen und überzeugt mit smarten Netzwerkoptionen und Flexibilität in der Anwendung, besonders in der Solarenergie.
- Lenze liefert ein umfangreiches Sortiment an Umrichtern, Servoantrieben und Motion Control-Lösungen, die speziell auf die Bedürfnisse der Maschinenautomatisierung zugeschnitten sind. Benutzerfreundliche Software und eine hohe Kompatibilität der Systeme stehen im Fokus.
- Rockwell Automation bietet unter der Marke Allen-Bradley eine breite Palette von Frequenzumrichtern, Servoantrieben und Motorsteuerungen für die Fertigungsautomation bis zur Steuerung von Hochgeschwindigkeitsproduktionslinien. Die Umrichter integrieren sich nahtlos in das Logix-Steuerungssystem, eine hochintegrierte Automatisierungslösung.
- Schneider Electric bietet eine Vielzahl von Umrichtern und Softstartern für eine breite Palette von industriellen und kommerziellen Anwendungen. Der Fokus liegt auf IoT-Integration mit der Ecostruxure-Plattform, verbesserte Konnektivität, Überwachung und Energieeffizienz.
- SEW-Eurodrive bietet eine breite Palette von Umrichtertechnologien, einschließlich Systeme für diverse industrielle Anwendungen. Die Lösungen zeichnen sich durch einfache Inbetriebnahme, hohe Effizienz und umfangreiche Modulbauweise aus.
- Siemens bietet ein breites Spektrum an Frequenzumrichtern, Servoantrieben und Softstartern für verschiedene Industriezweige. Wert wird auf Flexibilität und Skalierbarkeit für Anwendungen von einfachen Maschinen bis zu komplexen Antriebssystemen gelegt. Die Integration in das TIA Portal gestattet die nahtlose und effiziente Konfiguration, Inbetriebnahme und Diagnose.
- Stöber bietet hochpräzise Antriebstechnik und Umrichter, darunter Servoregler und Positioniersteuerungen für anspruchsvolle Automatisierungsaufgaben. Die Systeme sind bekannt für ihre Präzision, Robustheit und die einfache Integration in komplexe Maschinenkonzepte.
Häufige Fragen
Was ist ein Umrichter?
Ein Umrichter ist ein elektronisches Gerät, das die Eigenschaften von elektrischer Energie verändert, insbesondere um die Spannung, Stromart und Frequenz des Stroms anzupassen. Er wird vor allem eingesetzt, um die Drehzahl von Elektromotoren zu steuern, indem er die Frequenz (und oft auch die Wechselspannung) des an den Motor gelieferten Wechselstroms (AC) verändert.
Wie funktioniert ein Frequenzumrichter?
Die Kernfunktion eines Frequenzumrichters lässt sich in drei grundlegende Schritte gliedern:
- Gleichrichtung: Zuerst wandelt der Umrichter den eingehenden Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC) um. Dies geschieht durch Gleichrichterschaltungen, die aus Dioden oder Thyristoren bestehen können.
- Zwischenkreis: Der so erzeugte Gleichstrom wird in einem Zwischenkreis gespeichert, oft unter Verwendung von Kondensatoren, um eine stabile Spannungsquelle zu schaffen. Diese dient als Basis für die anschließende Umwandlung.
- Wechselrichtung: Im letzten Schritt wird der Gleichstrom mithilfe von Schalttransistoren zurück in Wechselstrom umgewandelt. Moderne Umrichter nutzen für diesen Prozess oft die Technik der Pulsweitenmodulation (PWM), um die Ausgangsspannung und Netzfrequenz präzise zu steuern, was eine genaue Kontrolle der Motorgeschwindigkeit und Motorleistung ermöglicht.
Durch diese Vorgänge ermöglicht der Umrichter eine flexible Kontrolle über die Drehzahl und das Drehmoment von Elektromotoren, was in zahlreichen Anwendungen von der Industrieautomation bis hin zu Haushaltsgeräten von entscheidender Bedeutung ist.
Was versteht man unter einem Inverter?
Ein Inverter, auch als Wechselrichter bezeichnet, ist ein Gerät, das Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) umwandelt.