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Energieeinsparung mit Frequenzumrichtern
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4.9 Nutzung zurückgespeister Leistung
Der generatorische Betrieb von Elektromotoren ist möglich, wenn z. B. ein Asynchronmotor
schneller läuft als seine Synchrondrehzahl. Dies tritt beispielsweise dann auf, wenn der Motor
abbremst. In den meisten Fällen leitet der Anwender die erzeugte Energie in Bremswiderstände
um, die diese in Wärme umwandeln. In der Praxis gibt es alternativ zwei gängige technische
Lösungen, diese Energie zurück ins Netz zu speisen oder anderen Maschinen zuzuführen:
Zwischenkreiskopplung
Einige Frequenzumrichter können ihren Gleichstrom-Zwischenkreis mit dem Zwischenkreis
anderer Geräte verbinden. So ist eine Versorgung anderer Geräte direkt mit der rückgespeisten
Energie möglich. Es gibt dabei jedoch einige Einschränkungen zu beachten. Beispielsweise
sollten die Anwender sicherstellen, dass ein Kurzschluss in einem Gerät keine anderen Geräte
beschädigen kann. Außerdem ist zu berücksichtigen, welche Konsequenzen es hat, wenn alle
gekoppelten Geräte gleichzeitig generatorisch erzeugte Energie abgeben.
Leistungsrückführung (Rückspeisung)
Active Front-End oder Active Infeed Converter können generatorisch erzeugte Leistung zurück
ins Netz speisen. Ob solche Geräte zur Rückspeisung ins Netz wirtschaftlich sind, hängt von drei
Faktoren ab:
Verfügbare Energie
Die meisten Anwendungen erzeugen Energie bei Verzögerungsprozessen. Diese Energie nimmt
während der Drehzahländerung kontinuierlich ab. Theoretisch entspricht die generatorische
Energie 50 % der Differenz zwischen der Energie, die bei Beginn der Verzögerung im System
ist, und der Energie, die am Ende der Verzögerung im System vorhanden ist. In der Realität liegt
dieser Wert aber irgendwo zwischen 10 und 20 %. Ausnahmen gibt es bei Aufzügen, Kränen
und Hubanwendungen. Außerdem ist die Motornennleistung nicht gleich der rückgespeisten
Energie, da Motoren häufig überdimensioniert sind. Die Motornennleistung entspricht nur sehr
selten genau der erforderlichen Leistung für die Anwendung.
Verluste
Motor, Kabel, Getriebe und sogar das rückspeisende Gerät selbst erzeugen Verluste, die die in
das Netz zurückzuführende Energie reduzieren.
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