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Energieeinsparung mit Frequenzumrichtern
Abb. 4.9 „Vergleich des Motorstarts direkt am Netz mit Start durch Softstarter" und Abb. 4.10
„Vergleich des Motorstarts direkt am Netz mit Start durch Frequenzumrichter bei 160 % Überlast"
zeigen die Drehmoment- und Stromkurven zum Starten eines Motors mit konstanter Last direkt
am Netz, durch einen Softstarter und durch einen Frequenzumrichter. Mit unterschiedlichen
Lasten sehen diese Kurven unterschiedlich aus.
4.5 Energieeffiziente Motorsteuerung
Alle Motoren funktionieren bei Anlegen der korrekten Spannung bei einer gegebenen Frequenz.
Eine sich drehende Welle bedeutet jedoch nicht, dass der Motor auch effizient läuft. Zum Steuern
eines Motors sind ein Steueralgorithmus (U/f, Spannungsvektor, Flux-Vektor usw.) und eine
Steuerstrategie erforderlich. Dass beide Komponenten zu einem Motortyp passen müssen, kann
man leicht am Beispiel von Permanentmagnetmotoren erkennen. Für einen energieoptimierten
Betrieb muss der Regler den Spannungsverlauf der Versorgungsspannung so gut wie möglich
an die Kurvenform der Gegen-EMK anpassen. Blockkommutierung kommt bei trapezförmiger
Gegen-EMK und Sinuskommutierung für sinusförmige zum Einsatz.
Abb. 4.11 Blockkommutierung verglichen mit Sinuskommutierung
Von der Blockkommutierung ist bekannt, dass sie einige Nachteile hat, wie Drehmoment-Rippel
und übermäßige Geräuschentwicklung. Beide Technologien sind jedoch in Bezug auf die Effizi-
enz vergleichbar.
Die folgenden Steuerstrategien kommen häufig in verschiedenen Steueralgorithmen zum Einsatz:
Konstanter Drehmomentwinkel (CTA)
Das maximale Drehmoment entsteht, wenn der Drehmomentwinkel konstant bei 90° bleibt. Die
Strategie hält den Winkel konstant, indem der Strom der D-Achse des Rotors auf Null geregelt
wird, während der Stromvektor auf der Y-Achse bleibt.
0 °
60 °
120 °
Blockkommutierung
Sinuskommutierung
180 °
240 °
300 °
360 °
111
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