Industrielle Motorantriebe

Motorantriebe sind unter den verschiedensten Bezeichnungen bekannt: Man spricht beispielsweise von AC-Antrieben, drehzahl-veränderbaren Antrieben, einstellbaren Umrichtern, drehzahlvariablen Antrieben, Frequenzumrichtern, Wechselrichtern und Stromrichtern. Der jeweilige Antrieb reguliert die Frequenz und die Spannung der Stromversorgung eines Elektromotors und steuert so dessen Drehzahl. Auf diese Weise kann die Prozesssteuerung optimiert, der Energieverbrauch reduziert und Energie effizienter erzeugt werden – darüber hinaus lässt sich eine Vielzahl von Anwendungen optimieren, die auf Elektromotoren basieren.

Antriebe haben zudem die Fähigkeit, das Hoch- und Herunterfahren eines Motors beim Start und beim Stopp zu regulieren. Dies minimiert die mechanische Belastung der Motorsteuerungssysteme und verbessert (beispielsweise bei Aufzügen) auch den Fahrkomfort.

Motorantriebe können darüber hinaus verwendet werden, um Energie aus natürlichen und erneuerbaren Ressourcen (wie Sonne, Wind oder Gezeiten) umzuwandeln und in das Stromnetz zu einzuspeisen oder vor Ort zu verbrauchen. Im Rahmen von Hybridtechnologien werden motorische Antriebe eingesetzt, um konventionelle Energiequellen und Energiespeicher zu Gesamtenergiemanagementlösungen zu vereinen.

IGBT-Leistungsmodule – das Herzstück des Motorantriebs

In Antrieben kommen drei besonders wichtige variable Frequenzkonzepte zum Einsatz: Pulsweitenmodulatoren (PWM), Stromquellenwechselrichter und Spannungsquellenwechselrichter. Die PWM-Technologie ist die am weitesten verbreitete. Bei diesem Konzept müssen die Wechselrichter-Leistungsgeräte des Motorantriebs – Transistoren oder bipolare Transistoren mit isoliertem Gate (IGBTs) – mehrmals hintereinander ein- und ausgeschaltet werden, um im Quadratmittel den richtigen Spannungspegel zu erzeugen. Durch das Steuern und Variieren der Impulsbreite verändert die Pulsweitenmodulation die Ausgangsfrequenz und die Spannung.

Mit anderen Worten: Ein IGBT-Leistungsmodul fungiert als elektronischer Schalter; die Schaltungsabläufe der gepackten Leistungshalbleiter ermöglichen eine perfekte Sinuskurve, die den jeweiligen Anwendungsanforderungen entspricht. Aus diesem Grund ist die Auswahl der Leistungshalbleiter und des Leistungsmodul-Designs von entscheidender Bedeutung für die Geschwindigkeitsregelung und die Sicherstellung einer optimalen Energieeffizienz für jeden einzelnen Antrieb.