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Frequenzumrichter
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Die Ausgangsspannung des Frequenzumrichters kann die Motorspannung nicht erreichen,
wenn die volle sinusförmige Kurvenform benötigt wird. Die Ausgangsspannung liegt dann um
ca. 13 % unter der Motorspannung. Die zusätzlich benötigte Spannung kann jedoch erzielt
werden, indem man die Anzahl der Pulse reduziert, wenn die Frequenz etwa 45 Hz übersteigt.
Nachteilig an dieser Methode ist, dass die Spannung sprunghaft schwankt und der Motorstrom
so instabil wird. Verringert man die Anzahl der Pulse, steigt zudem der Oberschwingungsanteil
an den Frequenzumrichterausgängen. Dies führt zu höheren Verlusten im Motor.
Alternativ können zur Behebung dieses Problems andere Referenzspannungen anstelle
der drei Sinuskurven verwendet werden. Diese Spannungen könnten jede Kurvenform haben,
z. B. trapez- oder stufenförmig.
Beispielsweise nutzt eine gemeinsame Referenzspannung die dritte Oberschwingung der
Sinuskurve. Erhöhen der Amplitude der Sinuskurve um 15,5 % und Hinzufügen der dritten
Oberschwingung erzeugt ein Schaltmodus für die Halbleiter des Wechselrichters, durch den die
Ausgangsspannung des Frequenzumrichters steigt. Die Steuerkarte überträgt alle Steuerwerte
des Wechselrichters. Die verschiedenen Sollwertsignale zum Festlegen der Schaltzeiten sind in
einer Tabelle im Speicher hinterlegt und werden dann entsprechend dem Sollwert ausgelesen
und verarbeitet.
Es gibt weitere Möglichkeiten, die Aktivierungs- und Deaktivierungszeiten der Halbleiter
zu bestimmen und zu optimieren. Die Steuerverfahren Danfoss VVC und VVCplus basieren
auf Mikroprozessorberechnungen, die die optimalen Schaltzeiten für die Halbleiter der
Wechselrichter bestimmen.
Die Softwarevorgaben zum Berechnen der Schaltzeiten sind herstellerspezifisch und werden in
dieser Abhandlung nicht beschrieben.
Wenn strengere Anforderungen für Drehzahleinstellbereich und sanfte Laufeigenschaften gelten,
müssen die PWM-Schaltzeiten durch einen zusätzlichen digitalen IC bestimmt werden (und nicht
durch den Mikroprozessor), beispielsweise die PWM-Schaltzeiten durch einen ASIC (Application
Specific Integrated Circuit). In diesem Bauteil enthält das bewährte Wissen des Herstellers.
Inzwischen sind Mikroprozessoren auch für andere Steuerungsaufgaben verantwortlich.
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