Energieverbrauch bei Motorsteuerung mit Frequenzumrichtern

Wird ein Elektromotor von einem Frequenzumrichter mit konventioneller PWM-Technologie (Pulse Width Modulation) gesteuert, muss er die viereckigen PWM Impulse filtern, was zu zusätzlichen Wärmeverlusten im Motor führt und den Wirkungsgrat verschlechtert. Um die EMV-Richtlinie einzuhalten, werden zwischen dem Motor und dem PWM-Frequenzumrichter geschirmte Kabel eingesetzt. Doch geschirmte Kabel besitzen eine nicht zu vernachlässigende Erdkapazität, die Strom aufnimmt und zu erhöhten Energieverlusten beiträgt. Durch den Einsatz des NFO Sinus® Frequenzumrichter fallen diese Beeinträchtigungen weg. Darüber hinaus ist der Wirkungsgrat des NFO Sinus® Umrichters, d.h. die Wellenleistung des Motors verglichen mit der EIngangsleistung des Frequenzumrichters deutlich höher als bei der PWM-Technologie.

Vergleich NFO Sinuns® und PWM-Frequenzumrichter

Bei dem vorliegenden Test wurde die Eingangsleistung der Umrichter bei exakt der gleichen Belastung des Motors verglichen. Als Motorlast wurde ein typischer Abzugslüfter in einem Wohnhaus genommen.Die Schaltfrequenz des PWM-Umrichters wurde so gewählt, dass keine störenden Geräusche entstanden. Der verwendete PWM-Umrichter war nicht mit einem externen Netzfilter ausgestattet, d.h. für den Einsatz in Wohnbereichen gemäß EMV-Richtlinie war es somit nicht geeignet. Ein Netzfilter würde im Test die Leistungsverluste nochmal erhöhen.

Testausrüstung:

NFO Sinus® G2 1.5kW / 400V mit Kabeltyp EKK 4*1.5mm² und Frequenzmodus mit aktivierter Energiesparfunktion

NXS 4A / 380-400V mit Kabeltyp Ölflex CLASSIC 110CY 4*1.5mm² undU/f quadratischer Momentkurve, Kupplungsfrequenz 10 kHz

Lüftertyp Gebhardt RZA 11-0280-4D, Kupplung D, P=1.5kW, U=400V, f_nom=87Hz, n_nom= 2540 U/min, I=3,7A, n_max= 3000 U/min

Testergebnis:

Bis zum Punkt der Feldschwächung* braucht der NFO Sinus® bei der gleichen Drehzahl weniger Eigenleistung als der PWM-umrichter. Ein richtig dimensioniertes Lüftersystem würde die meiste Zeit in diesem Bereich laufen.

_{*Das ist die Fequenz, bei der der Umrichter die Ausganzspannung nicht mehr erhöhen kann, was normalerweise bei der Motor-Nennfrequenz erfolgt.}