Zusammenfassung: Elektromotoren decken 60–70 % der gesamten Stromerzeugung meines Landes ab, Ventilatoren und Pumpen sind für ein Drittel des jährlichen Stromverbrauchs verantwortlich. Hauptgrund hierfür sind die herkömmlichen Drehzahlregelungsverfahren für Ventilatoren und Pumpen, die die Öffnung von Ein- und Auslassklappen und Ventilen zur Regulierung von Luft- und Wasserzufuhr betreffen. Dieser Drosselungsprozess verbraucht erhebliche Energie. Da Ventilatoren und Pumpen meist quadratische Drehmomentlasten darstellen und die Wellenleistung kubisch mit der Drehzahl korreliert, sinkt der Stromverbrauch bei abnehmender Drehzahl deutlich, was ein beträchtliches Energiesparpotenzial birgt. Die effektivste Energiesparmaßnahme ist der Einsatz von Frequenzumrichtern (FU) zur Regelung von Volumenstrom und Luftmenge. Mit FU lassen sich Energieeinsparungen von 20–50 % erzielen. Darüber hinaus ist die Leistung von kundenspezifisch ausgelegten Pumpenmotoren oft deutlich höher als der tatsächliche Bedarf. Dies führt zu einem „überdimensionierten Motor für eine geringe Last“, geringer Effizienz und erheblicher Energieverschwendung. Daher bietet die Förderung von AC-Frequenzumrichtern erhebliche Vorteile. Stichwörter: Frequenzumrichter, Drehzahlregler, Lüfter, Pumpe. Der Einsatz von Frequenzumrichtern für den Antrieb birgt ein hohes Energiesparpotenzial. Viele Länder schreiben vor, dass die Durchfluss- und Druckregelung mittels Frequenzumrichtern (FU) anstelle herkömmlicher Methoden erfolgen muss. Artikel 29, Absatz 2 des chinesischen Energiegesetzes legt ebenfalls ausdrücklich fest, dass für Lüfter- und Pumpenlasten eine leistungselektronische Drehzahlregelung verwendet werden muss. Das Energiesparprinzip von Frequenzumrichtern: 1. Energieeinsparung durch Frequenzumrichter: Gemäß der Strömungsmechanik gilt: P (Leistung) = Q (Durchflussmenge) × H (Druck). Die Durchflussmenge Q ist direkt proportional zur ersten Potenz der Drehzahl N, der Druck H ist direkt proportional zum Quadrat der Drehzahl N und die Leistung P ist direkt proportional zur dritten Potenz der Drehzahl N. Bei konstantem Pumpenwirkungsgrad kann die Drehzahl N proportional zur Durchflussmenge reduziert werden, und die Wellenausgangsleistung P sinkt kubisch. Das heißt, der Leistungsverbrauch des Pumpenmotors ist annähernd kubisch proportional zur Drehzahl. Beispielsweise verbraucht ein Pumpenmotor mit einer Leistung von 55 kW 28,16 kW, wenn seine Drehzahl auf 4/5 der ursprünglichen Drehzahl reduziert wird. Dies entspricht einer Stromeinsparung von 48,8 %. Bei einer Reduzierung auf die Hälfte der ursprünglichen Drehzahl beträgt der Stromverbrauch 6,875 kW, was einer Einsparung von 87,5 % entspricht. 2. Leistungsfaktorkompensation zur Energieeinsparung: Blindleistung erhöht nicht nur die Leitungsverluste und die Erwärmung von Geräten, sondern führt vor allem zu einer Verringerung der Wirkleistung im Stromnetz. Dadurch wird eine große Menge Blindleistung in den Leitungen verbraucht, was zu geringer Geräteeffizienz und erheblicher Energieverschwendung führt. Aus den Formeln P = S ╳ cos Φ und Q = S ╳ sin Φ, wobei S die Scheinleistung, P die Wirkleistung, Q die Blindleistung und cos Φ der Leistungsfaktor ist, lässt sich ableiten, dass mit zunehmendem cos Φ auch die Wirkleistung P steigt. Der Leistungsfaktor von herkömmlichen Wasserpumpenmotoren liegt zwischen 0,6 und 0,7. Durch den Einsatz eines Frequenzumrichters mit variabler Drehzahlregelung und dessen internem Filterkondensator ergibt sich ein COSФ ≈ 1. Dies reduziert die Blindleistungsverluste und erhöht die Wirkleistung im Stromnetz. 3. Energiesparender Sanftanlauf: Da Motoren direkt oder im Stern-/Dreiecksbetrieb anlaufen, beträgt der Anlaufstrom das 4- bis 7-Fache des Nennstroms. Dies belastet die elektromechanischen Geräte und das Stromnetz stark und führt zu einer übermäßigen Auslastung der Netzkapazität. Der hohe Anlaufstrom und die Vibrationen verursachen erhebliche Schäden an Leitblechen und Ventilen und beeinträchtigen die Lebensdauer von Anlagen und Rohrleitungen. Durch den Einsatz eines energiesparenden Frequenzumrichters mit Sanftanlauffunktion wird der Anlaufstrom jedoch von Null gestartet und überschreitet maximal den Nennstrom nicht. Dies reduziert die Belastung des Stromnetzes und den Bedarf an Netzkapazität, verlängert die Lebensdauer von Anlagen und Ventilen und senkt die Wartungskosten.