Frequenzumrichter
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Das Grundprinzip der Wechselrichter ist immer dasselbe, auch wenn sich ihre Funktionsweise
unterscheidet. Die Hauptbestandteile sind gesteuerte Halbleiter in Paaren in drei
Verzweigungen, siehe Abb. 2.3 „Topologien der Hauptbestandteile".
Transistoren ersetzen zunehmend Thyristoren in den Wechselrichterbaugruppen des
Frequenzumrichters, und das hat gute Gründe. Erstens gibt es Transistoren jetzt für hohe Ströme,
hohe Spannungen und hohe Schaltfrequenzen. Außerdem beeinflusst der Nulldurchgang
des Stroms Transistoren im Gegensatz zu Thyristoren und Dioden nicht. Transistoren können
jederzeit in den leitenden oder blockierenden Zustand wechseln, indem sie einfach die Polarität
der an den Steuerklemmen anliegenden Spannung ändern. Die in den letzten Jahren erreichten
Fortschritte in der Halbleitertechnologie haben die Taktfrequenz der Transistoren deutlich
erhöht. Die obere Schaltgrenze liegt jetzt bei einigen Hundert kHz.
Dadurch können magnetische Störungen durch Pulsmagnetisierung innerhalb des Motors
vermieden werden. Ein weiterer Vorteil der hohen Taktfrequenz ist eine variable Modulation
der Frequenzumrichter-Ausgangsspannung. Damit lässt sich ein sinusförmiger Motorstrom
erreichen, wie Abb. 2.12 „Auswirkungen der Taktfrequenz auf den Motorstrom" zeigt. Der
Steuerkreis des Frequenzumrichters muss die Wechselrichtertransistoren lediglich mit einem
passenden Muster aktivieren und deaktivieren.
Abb. 2.12 Auswirkungen der Taktfrequenz auf den Motorstrom