Ein Frequenzumrichter ist sozusagen der beste Freund Ihres Elektromotors. Frequenzumrichter sind intelligente Steuergeräte, die einen effizienten Betrieb von Elektromotoren gewährleisten, um den Energieverbrauch und die Betriebskosten zu senken. Gleichzeitig verlängern sie die Gerätelebensdauer, optimieren die Prozesse und reduzieren den Wartungsaufwand.
Wussten Sie, dass ein Frequenzumrichter Ihnen dabei helfen kann, Energie einzusparen? Er kann den Energieverbrauch im Vergleich zum Direktbetrieb am Netz, bei dem der Motor unabhängig vom aktuellen Bedarf mit voller Drehzahl läuft, drastisch reduzieren. Der Einsatz eines Frequenzumrichters erzielt typischerweise Strom- oder Kraftstoffeinsparungen von 40 %. Manchmal betragen die Einsparungen sogar 80 %. Der Roll-on-Effekt hat zur Folge, dass der Einsatz von Frequenzumrichtern auch die NOx-Emissionen der Systeme, in denen sie installiert sind, reduziert und ihre CO2-Bilanz verbessert.
Wenn Sie mit der Funktionsweise und den Anwendungsmöglichkeiten eines Frequenzumrichters vertraut sind, können Sie Ihre Klimaziele leichter erreichen und einen Wettbewerbsvorteil erzielen. Deshalb sind Umrichter ein großartiges Anlagegut und gleichzeitig ein Freund – nicht nur für Ihre Motoren, sondern auch für Ihr gesamtes Unternehmen.
Frequenzumrichter zur Energieeinsparung: Umrichter steuern auf intelligente Weise die Motordrehzahl und reduzieren so den Energieverbrauch erheblich (häufig um mehr als 40 %) im Vergleich zu Motoren, die ungeregelt mit voller Drehzahl laufen.
Kosteneinsparungen und schnelle Amortisation (ROI): Frequenzumrichter senken bei einer typischen Amortisationszeit von nur 6–12 Monaten die Energiekosten, reduzieren den Wartungsaufwand und verbessern die Prozessregelung
Vielfältige Anwendungsmöglichkeiten: Frequenzumrichter und Leistungswandler optimieren verschiedene Anwendungen, unter anderem Lüfter, Pumpen, Förderbänder, Krane, Schiffsantriebe, die Wasserstoffelektrolyse und Systeme erneuerbarer Energien
Mehr als nur Energieeinsparungen: Frequenzumrichter bieten auch Vorteile, die über Energieeinsparungen hinausreichen, zum Beispiel Leistungssteigerungen, eine verbesserte Prozessregelung, verlängerte Gerätelebensdauer und die Reduzierung von Emissionen
Know-how von Danfoss: Danfoss ist auf Frequenzumrichter spezialisiert, die sich für jeden Motortyp eignen, und bietet eine breite Palette an Lösungen sowie einen globalen Support zur Optimierung der Motorleistung an
All diese Namen bezeichnen dasselbe Gerät. Frequenzumrichter kennt man auch unter vielen anderen Namen: Antriebe mit Drehzahlregelung, Drehstromantriebe, drehzahlvariable Antriebe, Wechselrichter, Stromrichter und Leistungswandler.
Schließen Sie den Frequenzumrichter zwischen der Stromversorgung und Ihrem Elektromotor an. Ein Danfoss-Frequenzumrichter passt sich automatisch an den Motortyp an, um einen möglichst effizienten Betrieb zu gewährleisten. Die Installation von Frequenzumrichtern führt unter anderem zu folgenden Ergebnissen:
Die Reduzierung des Energieverbrauchs ist ein wichtiger Schlüsselfaktor bei der Entwicklung von Drehzahlreglern. Und Frequenzumrichter bieten optimale Möglichkeiten für eine bedarfsgesteuerte Drehzahlregelung elektrischer Motoren sowie für Energieeinsparungen. Schon geringe Änderungen der Motordrehzahl können deutliche Auswirkungen auf den Energieverbrauch haben.
Frequenzumrichter sind außerdem nützlich ...
Wussten Sie, dass ...
Frequenzumrichter sind meistens unsichtbar, verstecken sich in Kellern und Elektroräumen, spielen aber dennoch eine wichtige und äußerst notwendige Rolle im modernen Alltag, da sie die Welt und unsere Lebensweise nachhaltiger machen.
Der Frequenzumrichter sitzt zwischen der elektrischen Stromversorgung und der Motorlast. Er regelt die Drehzahl des Elektromotors, indem er die an den Motor angelegte Frequenz und Spannung ändert. Die Leistung aus der elektrischen Energieversorgung fließt in den Frequenzumrichter, der daraufhin die Leistung regelt, die dem Motor zugeführt wird. Und das Ergebnis? Sofortige Energieeinsparungen!
Ein Frequenzumrichter (VFD) ist ein Motorregler, der einen Elektromotor antreibt, indem er die Frequenz und Spannung seiner elektrischen Energieversorgung variiert. Ein Frequenzumrichter ist außerdem in der Lage, das Hoch- und Herunterfahren des Motors während des Startens bzw. Stoppens zu steuern.
Auch wenn der Frequenzumrichter eigentlich die Frequenz und Spannung der dem Motor zugeführten Leistung steuert, bezeichnen wir dies oft als Drehzahlregelung, da es zu einer Anpassung der Motordrehzahl kommt.
Es gibt viele Gründe, warum wir die Motordrehzahl anpassen sollten.Zum Beispiel zur ...
Die heutigen Frequenzumrichter integrieren Netzwerk- und Diagnosefunktionen, um die Leistung zu erhöhen und die Produktivität zu steigern. Das heißt: Energieeinsparung, intelligente Motorsteuerung und die Reduzierung des Spitzenstrombedarfs sind drei gute Gründe dafür, sich für einen Frequenzumrichter als Steuerung in jedem motorgetriebenen System zu entscheiden.
- Ein Softstarter bzw. Sanftanlasser ist ein Halbleitergerät, das beim Anlauf eines Elektromotors für einen sanften Anlauf auf volle Drehzahl sorgt
- Ein netzbetriebener Schütz ist eine Motorsteuerung, die volle Netzspannung an einen Elektromotor anlegt
Weitere Informationen finden Sie auf „Danfoss Drives Produkte“. Wir bieten sowohl einphasige als auch dreiphasige Frequenzumrichter an
Weitere Informationen zu Softstartern von Danfoss Drives
Frequenzumrichter senken Ihre Stromrechnung.
Ein Frequenzumrichter kann dank seiner Regelung die abgegebene Leistung entsprechend dem Energiebedarf des angetriebenen Geräts variieren, wodurch er Energie spart und den Energieverbrauch optimiert.
Der Frequenzumrichter kann den Energieverbrauch im Vergleich zum Direktbetrieb am Netz, bei dem der Motor unabhängig vom Bedarf mit voller Drehzahl läuft, drastisch reduzieren. Mit einem Frequenzumrichter verschwendet die Drehzahlregelung (beispielsweise im Gegensatz zur Regelung mit Drosselventil oder Dämpfer) keinen Strom, sondern passt die Motorleistung genau an den aktuellen Bedarf an. Der Einsatz eines Frequenzumrichters erzielt typischerweise Energie- oder Kraftstoffeinsparungen von 40 %. Der Roll-on-Effekt hat zur Folge, dass der Einsatz von Frequenzumrichtern auch die NOx-Emissionen der Systeme, in denen sie installiert sind, reduziert und ihre CO2-Bilanz verbessert.
Fallstudie: Lesen Sie, wie Frequenzumrichter den Energieverbrauch in einem Werk der Roca Group drastisch reduzieren (in Englisch)
Eine verbreitete Einsatzmöglichkeit von Frequenzumrichtern zur Leistungswandlung ist die Leistungswandlung für Hybrid- oder Elektroantriebssysteme mit Energiespeichern. Die zunehmende Elektrifizierung führt dazu, dass für Leistungswandler auf See und an Land zum Schnellladen, für DC-Netze, zur Elektrolyse in Power-to-X-Systemen, für Smart Grids, zur Energiespeicherung und in weiteren Bereichen ein hoher Bedarf besteht. Entdecken Sie die breite Palette an Leistungswandleranwendungen:
Es gibt viele verschiedene Arten von Frequenzumrichtern, da sie in der Industrie weit verbreitet sind. Es gibt sowohl einphasige als auch dreiphasige Frequenzumrichter für eine Vielzahl von Anwendungen. Zu den Unterschieden der einzelnen Arten von Frequenzumrichtern gehören die Methoden zur Frequenz- und Spannungsregelung sowie die Art und Weise, wie Frequenzumrichter Oberschwingungsverzerrungen reduzieren.
Weitere Informationen über Lösungen zur Reduzierung von Oberschwingungen von Danfoss Drives
Die drei wichtigsten Techniken zur Erzeugung variabler Frequenzen, die in Frequenzumrichtern zum Einsatz kommen, sind Pulsweitenmodulation (PWM), Stromquellenwechselrichter und Spannungsquellenwechselrichter. PWM ist die gebräuchlichste Technik. Sie erfordert, dass die Wechselrichterleistungselektronik des Frequenzumrichters – Transistoren oder bipolare Transistoren mit isoliertem Gate (IGBT) – durch ständiges Ein- und Ausschalten das richtige Spannungsniveau erzeugen. Durch Steuern und Variieren der Impulsbreite verändert die Pulsweitenmodulation die Ausgangsfrequenz und Ausgangsspannung, um die Frequenzumrichterregelung zu realisieren.
Nutzen Sie die Grundlagenartikel zu Frequenzumrichtern, um mehr über die Optimierung der Systemeffizienz mit Frequenzumrichtern zu erfahren.
Nach den Lohnkosten haben die Energiekosten den größten Anteil an den Kosten vieler Industriebetriebe. Durch die Installation von Frequenzumrichtern in folgenden Anwendungen können Sie Ihre Energiekosten um 20 bis 60 % senken:
„Wenn alle Lüfter und Pumpen (weltweit) mit Frequenzumrichtern ausgestattet wären, würden die Einsparungen an Energie der gesamten Stromerzeugungskapazität der EU entsprechen. Durch den Einsatz von Frequenzumrichtern können die Treibhausgasemissionen bis 2040 um 40 % reduziert werden.“ Quelle: Globaler Bericht von OMDIA über die COP26
Die unzureichende oder veraltete Laststeuerung, beispielsweise von Lüftern, Pumpen, Förderbändern und Verdichtern, ist eine Hauptquelle von Energieverschwendung. Viele Lüfter-, Pumpen- und Verdichteranwendungen laufen immer noch direkt am Netz (DOL) und mit voller Drehzahl. Selbst neue Geräte sind noch so eingerichtet, dass sie mit fest eingestellter voller Drehzahl laufen. Im Jahr 2023 wurden mehr als 74 % aller Neugeräte im DOL-Betrieb installiert – es gibt also noch jede Menge Spielraum zur Verbesserung der Energieeffizienz.
Wenn Sie alle Lüfter, Pumpen und Kühlgeräte zur Ausrüstung mit Frequenzumrichtern ausschreiben, können Sie in der Regel mit Energieeinsparungen von 20 bis 60 % rechnen. Die Energieeinsparungen für jede einzelne Elektromotorlast können bei einer Steuerung mit Frequenzumrichtern bis zu 80 % betragen.
Durch die Anwendung einer variablen Drehzahlregelung auf Lüfter und Pumpen können Sie in der Regel Energieeinsparungen von 40 % erzielen. Diese werden durch die variable Drehmomentkennlinie definiert. Bei Lüftern und Pumpen führt eine Reduzierung der Motordrehzahl um 20 % zu Energieeinsparungen von 50 %.
Erfahren Sie, welche Energieeinsparungen durch eine Lüftersteuerung in den Hallen eines Volkswagen Werks in Spanien erzielt wurden
Frequenzumrichter spielen auch in industriellen Anwendungen, zum Beispiel bei Kränen und Förderbändern, eine entscheidende Rolle. Bei diesen Anwendungen sind die Prozessoptimierung sowie die präzise Drehzahl- und Positionsregelung die Hauptgründe für den Einsatz von Frequenzumrichtern. Die Frequenzumrichter bieten beispielsweise eine integrierte Zustandsüberwachung und Pendeldämpfungsfunktion. Bei Förderbändern werden die Frequenzumrichter als Alternative zu Servolösungen mit einer integrierten hochpräzisen Positionierungssteuerung ausgestattet. Eine im Frequenzumrichter integrierte Zustandsüberwachung (CBM) verbessert zusammen mit einem Fernüberwachungsservice nicht nur die Zuverlässigkeit, sondern schafft auch neue Vorteile in Bezug auf die Visualisierung und Protokollierung. Obwohl Frequenzumrichter zusätzlich zur Energieeinsparung beitragen können, ist es unwahrscheinlich, dass die Einsparungen bei Förderbändern und Kränen 40 % erreichen, wie es bei Lüftern und Pumpen der Fall ist.
Erfahren Sie mehr über den Wert von Frequenzumrichtern in Anwendungen von Förderbändern und Industriekränen
Bei Schiffsantrieben ersetzen Elektromotoren und Frequenzumrichter rasch Dieselmotoren und mechanische Antriebssysteme. Ohne Frequenzumrichter wäre die Steuerung der Geschwindigkeit und Richtung eines Schiffs heute unmöglich.Neben der Optimierung der Energieeffizienz bieten Frequenzumrichter bei Schiffsanwendungen eine Reihe weiterer Vorteile. Dazu gehören die integrierte funktionale Sicherheit, eine einfache Integration in Schiffssysteme, kompakte Steuermittel bei begrenztem Platz unter Deck und die Verbesserung der Netzqualität an Bord.
Viele Schiffe nutzen nach wie vor Dieselgeneratoren zur Stromerzeugung. Doch vollelektrische Fähren kommen immer häufiger zum Einsatz.
Erfahren Sie in unseren Fallstudien zur Schiffstechnik, wie eine variable Frequenzregelung und Leistungsumwandlung die Schiffsleistung optimiert und Emissionen sowohl an Bord als auch an Land reduziert. (in Englisch)
Wussten Sie, dass 26 % der vorhandenen, installierten Wechselstrommotoren mit Frequenzumrichtern ausgestattet sind? Und dass 75 % dieser Motoren Lasten mit variablem Drehmoment antreiben (Lüfter, Pumpen und Kompressoren)? Die Laststeuerung mit variablem Drehmoment besitzt in einer Industrieanlage das größte Potenzial für Energieeinsparungen. Investitionen in die Frequenzumrichtertechnologie zur Steuerung dieser Anwendungen sind in Verbindung mit möglichen Energierabatten von den Energieversorgern eine der schnellsten Möglichkeiten zur Reduzierung Ihrer Energiekosten und Dekarboniserung Ihres Werks.
Quelle: Globaler Bericht von OMDIA über die COP26
Entdecken Sie unsere Frequenzumrichter-Serien: Dekarbonisierung erklärt
Europa hat die Vorgabe für den Motorwirkungsgrad weiter erhöht und schreibt seit Juli 2023 einen Mindestnennwert von IE4 für Motoren mit Nennleistungen von 0,75 bis 375 kW vor. Doch die Aufrüstung eines DOL-Motors von IE1, IE2 oder IE3 auf IE4 kann aufgrund eines höheren Schlupfs den Energieverbrauch eines Lüfters oder einer Pumpe erhöhen.
Quelle: EU MEPS, Europäische Ökodesign-Vorschriften (in Englisch)
Wussten Sie, dass 95 % aller Elektromotoren überdimensioniert oder für das Spitzenlastszenario ausgelegt sind? Viele bestehende Systeme arbeiten noch mit mechanischer Leistungsreduzierung (mit Ventilen oder Dämpfern), um die Überdimensionierung für eine Teillast anzupassen. Frequenzumrichter können die Ventilsteuerung ersetzen, um eine überraschende Menge an Betriebskosten für den Motor oder die angetriebene Last einzusparen. Dadurch können Sie gleichzeitig Ihren Elektromotor kleiner auslegen.
Bei einer Investition in Frequenzumrichter liegt die typische Amortisationszeit bei nur 6–12 Monaten. Beispiel: Eine 7,5-kW-Pumpe, die jährlich 8.000 Stunden in Betrieb ist, verbraucht basierend auf einem Strompreis von 10 Cent pro kWh jährlich Elektrizität im Wert von 6.000 USD.
Der Unterschied zwischen Danfoss und anderen Frequenzumrichterherstellern besteht darin, dass Danfoss Weltmarktführer bei Frequenzumrichtern ist und sich ausschließlich auf diese spezialisiert hat. Wir konzentrieren uns voll darauf, den perfekten Frequenzumrichter für Ihre Anforderungen zu entwickeln und bieten Millionen von Varianten an. Die breite Palette an Frequenzumrichtervarianten ist so konzipiert, dass sie allen Anforderungen an die elektrische Drehstrom-Motorsteuerung gerecht wird – von hochentwickelten Premium-Frequenzumrichtern mit einer intelligenten, integrierten Zustandsüberwachung bis hin zu einfachen Softstartern und grundlegendem Schutz. Frequenzumrichter von Danfoss optimieren Elektromotorsysteme mit jeder typischen Motorart, wie:
Danfoss bietet Ihnen die Freiheit, jeden Motor mit jedem Frequenzumrichter zu kombinieren und diese anschließend im Hinblick auf ihre ultimative Leistungsfähigkeit zu optimieren. Sie müssen sich nicht auf die vom Lieferanten festgelegten Antriebs-/Motorpakete beschränken. Neben der Effizienzklasse beeinflussen viele weitere Faktoren die optimale Auswahl. Zu diesen Faktoren zählen Logistik, Verfügbarkeit und vor allem Rentabilität. Wir bieten Ihnen die bestmöglichen Komponenten und volle Flexibilität, damit Sie die Systemleistung so abstimmen können, dass sie perfekt zu Ihrer Anwendung passt. Ein wichtiger Aspekt dieser Flexibilität ist die Möglichkeit, Ihre Frequenzumrichter in Verbindung mit allen gängigen Motorentechnologien einzusetzen, da Frequenzumrichter von Danfoss umfassende Kompatibilität bieten. Dies ermöglicht erhebliche Einsparungen bei der Ersatzteilhaltung und bei Nachrüstungen. Ein und derselbe Frequenzumrichter kann über die gesamte Lebensdauer des Systems hinweg viele verschiedene Motoren ansteuern.
Bei der Auswahl eines Frequenzumrichterherstellers ist es ratsam, die folgenden Faktoren zu berücksichtigen, die alle Einfluss auf die Gesamtbetriebskosten haben:
Berücksichtigen Sie zur Optimierung der Einsparungen den Teillast-Wirkungsgrad. Es ist wichtig zu beachten, dass sich die Wirkungsgradklassen der Motoren und des Motorreglers auf ihren Nennbetriebspunkt beziehen. Die Wirkungsgradklassen berücksichtigen keine Teillast-Wirkungsgrade, obwohl diese auf den größten Teil der Motorbetriebszeit zutreffen.
Bei Danfoss erhalten Sie einen hochwertigen Frequenzumrichter, der genau auf Ihre Anforderungen zugeschnitten ist. Das Design für eine automatisierte Montage (DFAA), unsere intelligenten Herstellungsverfahren und die umfassende Prüfung jedes einzelnen Frequenzumrichters vor dem Verlassen des Werks stellen sicher, dass Sie bei jeder Lieferung ein höchst zuverlässiges Produkt erhalten.
Unsere Experten konzentrieren sich auf jedes Detail der Antriebsoptimierung und sind immer auf dem neuesten Stand der Technik. Neueste Entwicklungen gehen häufig auf unser Konto. Bei Danfoss erhalten Sie viel mehr als den Frequenzumrichter selbst. Sie haben Zugriff auf unser Anwendungs-Know-how und verschiedene Wartungsdienstleistungen, damit Ihre Systeme während des gesamten Lebenszyklus Ihrer Frequenzumrichter optimal laufen.