1. Überblick: Die Funktion eines Frequenzumrichters besteht darin, eine 50-Hz-Stromversorgung in eine stufenlos einstellbare Frequenz umzuwandeln. Anders ausgedrückt: Er befreit die Stromversorgung von der 50-Hz-Frequenz und ermöglicht so die Drehzahlregelung von Drehstrommotoren. Dank der rasanten Entwicklung der Leistungselektronik hat sich die Leistung von Frequenzumrichtern in den letzten Jahren deutlich verbessert, während ihre Preise kontinuierlich gesunken sind. Dies schafft hervorragende Voraussetzungen für die verstärkte Verbreitung von Frequenzumrichteranwendungen. Aufgrund der überlegenen Regelbarkeit und der signifikanten Energieeinsparung durch Frequenzumrichter sowie des wachsenden Verständnisses ihrer Funktionsweise ist der Einsatz von Frequenzumrichtern zur Modernisierung alter und zur Installation neuer Anlagen mittlerweile Standard. Derzeit wird der Inlandsmarkt größtenteils von importierten Geräten dominiert, doch die heimische Frequenzumrichterindustrie wächst. Wie sollte man aus Anwendersicht heimische und importierte Frequenzumrichter bewerten? Heimische Geräte sind günstiger, importierte Geräte bieten jedoch mehr Funktionen – wie wählt man das kostengünstigste Gerät aus? Dieser Artikel bietet einen einfachen Vergleich: Für anspruchsvolle und Hochspannungsmaschinen sind importierte Geräte vorzuziehen. Für allgemeine Maschinen sind Haushaltsmaschinen wirtschaftlicher. Frequenzumrichter lassen sich auf vielfältige Weise klassifizieren. Zur Vereinfachung unterteilen wir sie grob in drei Kategorien: 1.1 Fortschrittlicher Typ: Verfügt über Flussvektorregelung oder Direktmomentregelung. Er ermöglicht eine präzise Steuerung von Drehzahl und Drehmoment des Motors, kann Motorparameter automatisch testen, zeichnet sich durch ein hohes Anlaufdrehmoment und geringe Geräuschentwicklung aus. Er ermöglicht Synchron-, Proportional- und PI-Betrieb sowie Drehzahl- und Spindelpositionsregelung im geschlossenen Regelkreis und unterstützt Computerkommunikation und PIC-Netzwerke. Geeignet für: Aufzüge, Druckmaschinen, Papiermaschinen usw. 1.2 Hochspannungstyp: Die Eingangs-/Ausgangsspannung liegt über 3000 V. Die Leistung dieses Typs beträgt meist über 1000 kW, daher wird er auch als Hochspannungs-Hochleistungstyp bezeichnet. Geeignet für: große Ventilatoren über 500 kW, Ölraffinerieanlagen, Bergbaumaschinen usw. 1.3 Standardtyp: Verfügt nicht über Flussvektorregelung, sondern nur über V/f-Regelung. Er zeichnet sich durch eine einfache Struktur und einen geringen Preis aus. Geeignete Anwendungen: Wasserpumpen, Ventilatoren, Drahtvorschubgeräte in Stahlwerken, Extruder in der Kunststoffindustrie, Drahtziehmaschinen in der Baustoffindustrie, diverse Förderbänder, Hebezeuge im Bergbau usw. Meinen noch unvollständigen Recherchen zufolge befinden sich die ersten beiden Typen derzeit in China in der Entwicklung, und es sind noch keine ausgereiften Produkte auf dem Markt. Insbesondere Hochdrucktypen stellen aktuell eine Marktlücke dar; es wird geschätzt, dass Prototypen in zwei bis drei Jahren verfügbar sein werden. 2. Gängige Modelle bieten ein breites Anwendungsspektrum. Sie bieten verschiedene V/f-Regelkurven zur Auswahl, z. B. linear, rechteckig, kubisch und Kombinationen davon, und passen sich so den Anforderungen vieler Anwendungen an. Die dringendsten Anwendungsbereiche für die Frequenzumwandlung sind Wasserpumpen und Ventilatoren. Daten zeigen, dass Wasserpumpen und Ventilatoren ein Drittel des gesamten Stromverbrauchs in China ausmachen. Würden Frequenzumrichter für diese Verbraucher weit verbreitet eingesetzt, würde die eingesparte Energie die gesamte Stromerzeugung des Drei-Schluchten-Staudamms nach dessen Fertigstellung übersteigen. Dies verdeutlicht die Bedeutung und Dringlichkeit des Einsatzes von Frequenzumrichtertechnologie zur Modernisierung dieser Verbraucher. Gängige Modelle sind für diese Aufgabe bestens geeignet. Anforderungen an Frequenzumrichter in Wasserversorgungssystemen: (1) Ausreichende Leistung. (2) Frequenzbereich 15 Hz–50 Hz: Der Frequenzbereich von Frequenzumrichtern ist relativ groß und für den Einsatz mit Wasserpumpen ausreichend. Bei 50 Hz kann auf Netzstrom umgeschaltet werden; die Wasserpumpe fördert bei 15 Hz kein Wasser. (3) PID-Regelung: Zur Stabilisierung des Wasserdrucks ist ein geschlossener Regelkreis erforderlich. Daher muss der Frequenzumrichter über PID- (oder PI-)Regler verfügen. (4) Bereitstellung der notwendigen Ausgangssignale zur Ansteuerung oder Alarmierung der Wasserpumpe, um diese bei Erreichen von 50 Hz bzw. 15 Hz ein- und auszuschalten. (5) Umfassende Schutzfunktionen: Moderne Frequenzumrichter verfügen in der Regel über einen umfassenden Schutz gegen Überspannung, Unterspannung, Überstrom, Kurzschluss, Blockierung, Phasenausfall und Überhitzung, der für die Wasserversorgung ausreichend ist. (6) Hohe Zuverlässigkeit: Das Wasserversorgungssystem erfordert einen kontinuierlichen Betrieb rund um die Uhr an 360 Tagen im Jahr. Diese Anforderungen können mit inländischen Maschinen erfüllt werden. Nach lokalen Anpassungen der oben genannten Indikatoren können sie in Geräten wie Ventilatoren, Drahtziehmaschinen, Extrudern und Förderbändern eingesetzt werden. 3 Vergleich zwischen inländischen und importierten Maschinen: Vergleich inländischer und importierter Maschinen für gängige Modelle: 3.1 Leistungsschalter: Die meisten inländischen Frequenzumrichter verwenden IGBT-Transistoren, hauptsächlich von Mitsubishi oder Siemens, was mit importierten Maschinen übereinstimmt. 3.2 Mikrocontroller: Sowohl inländische als auch importierte Mikrocontroller verwenden im Allgemeinen Intel 87C196MC. 3.3 Technische Spezifikationen: 3.3.1 Leistungskapazität: Inländische Mikrocontroller erreichen über 100 Kilowatt, ähnlich wie importierte Modelle. 3.3.2 Frequenzbereich: Inländische Mikrocontroller erreichen 400 Hz, ähnlich wie importierte Modelle. 3.3.3 Frequenzgenauigkeit: 0,01 EE (unter 100 Hz), 0,1 EE (über 100 Hz), vergleichbar mit importierten Modellen. 3.3.4 Spannungsbereich: 200 V, 380 V, vergleichbar mit importierten Modellen. 3.3.5 Schutzfunktionen: Mindestens sieben, vergleichbar mit importierten Modellen. 3.3 Steuerungsfunktionen: Anzeige von Frequenz, Spannung und Stromstärke; einstellbare Beschleunigungs-/Verzögerungszeit zwischen 1 und 999 Sekunden; integrierter PI-Regler; Vierquadrantenbetrieb, vergleichbar mit importierten Modellen. 3.4 Software: Die Software kann an spezifische Benutzeranforderungen angepasst oder entwickelt werden. Importierte Mikrocontroller bieten umfassende Funktionalität für vielfältige Benutzerbedürfnisse. 3.5 Vor- und Nachverkaufsservice: Inländische Wechselrichter haben einen kleineren Serviceradius, wodurch sie eine umfassende Beratung vor dem Kauf und Unterstützung bei der Systemplanung ermöglichen. Der Nachverkaufsservice umfasst Folgebetreuung, die bei importierten Wechselrichtern schwer zu realisieren ist. 3.6 Preis: Inländische Wechselrichter sind oft ein Drittel günstiger als importierte. Vor einigen Jahren waren importierte VCD-Player die erste Wahl der Verbraucher; heute werden inländische Wechselrichter bevorzugt. Wechselrichter durchlaufen derzeit diesen Wahrnehmungswandel. Wir hoffen, dass dieser Wandel schnell vonstattengeht, was die Hersteller dazu zwingt, ihre Produkte und Dienstleistungen zu verbessern. 4. Fazit: Viele Anwendungen zur Drehzahlregelung und Steuerung können mit Standardwechselrichtern realisiert werden. Für Standardwechselrichter sind inländische Wechselrichter besser geeignet. Für Aufzüge und Anwendungen mit hoher Präzision sind importierte Wechselrichter vorzuziehen.