Motordrossel zum Schutz des Frequenzumrichters

Die Stromerzeugung eines Motors verläuft nicht gleichmäßig und es wechseln sich im Betrieb Zeiträume, in denen eine geringe Spannung herrscht mit Spannungsspitzen ab. Diese hohen Spannungen belasten alle auf den Motor folgenden elektronischen Komponenten und insbesondere den Frequenzumrichter. Im Laufe der Zeit kann dieser so stark durch die erzeugten Spannungsspitzen belastet werden, dass es zu einem Totalschaden an dieser Komponente kommt. Im besten Fall ist nur der Frequenzumrichter betroffen, während im schlimmsten Fall die Spannungsspitze sich in der gesamten Elektronik verteilt und zu noch größeren Schäden führt. Um dies zu verhindern, ist eine hochwerige Motordrossel unverzichtbar.

Welche Funktion der Frequenzumrichter?

motordrossel

Die Erzeugung der Spannungsspitzen im System lässt sich nicht verhindern, da sie von der Bauart des Motors und des Frequenzumrichters abhängig ist. Der Frequenzumrichter nimmt, den im System erzeugten oder von außerhalb des Systems zugeführten Wechselstrom auf, welcher jedoch von den verbauten elektronischen Komponenten nicht verwertet werden kann und wandelt ihn in verwertbaren Strom um. Bei der Umwandlung entsteht zwar ebenfalls Wechselstrom, dieser kann jedoch in der Amplitude und in der Frequenz verändert werden. Wechselstrom, welcher in seiner Frequenz oder Amplitude angepasst werden kann, eignet sich dazu versichedene Komponenten anzutreiben, welche gemäß ihrer momentanen Leistung angepasst mit Strom versorgt werden müssen. Der Frequenzumrichter verringert bereits selbst in gewissem Umfang ungleichmäßige Spannungen, indem er den aufgenommenen Strom über einen Gleichrichter in einen separaten Stromkreis leitet. in diesem Stromkreis wird die Spannung durch einen Kondensator als Zwischenspeicher und Induktionsspulen geleitet. Da in beiden Komponenten der Strom nicht ungehindert fließen kann, sondern es zu einer zeitlichen Verzögerung kommt, können hier bereits Unregelmäßigkeiten in der Spannung abgemildert werden. Doch dies reicht nicht aus und macht eine Motordrossel erforderlich.

Die Funktion einer Motordrossel

Durch Spannungsspitzen wird der separate Stromkreis eines Frequenzumrichters stark belastet. Vor allem die Induktionsspulen sind aus technischen Gründen nur von einer geringen Isolation umgeben, welche langfristig den Spannungsspitzen nicht Stand halten kann und bei einem Schaden zu Kurzschlüssen führt. Um diese Spannungsspitzen abzumildern, bevor sie den Frequenzumrichter zu stark belasten können, muss eine Motordrossel in das System integriert werden.Da die Motordrossel speziell auf die Glättung der starken Spannungsschwankungen ausgerichtet ist, kann sie diese Aufgabe langfristig und wesentlich effektiver erfüllen als der Frequenzumrichter alleine.

Das Funktionsprinzip basiert auf der Elektromagnetischen Induktion. Dabei wird Strom durch Spulen mit Magneten geleitet, welche einen Gegenstrom erzeugen beziehungsweise induzieren. Dadurch wird der Hauptstrom abgebremst und die Spannungsspitze wird in diesem System abgefedert. Die Motordrossel funktioniert auf dem Prinzip von Kraft und Gegenkraft. Das bedeutet, dass der Bremsstrom proportional zur Spannungsspitze ist und sie umso stärker gebrenst wird, je höher sie ist.