Was ist der Grund, Warneinrichtungen anstelle von offenem Schaltkreis-Transformator in Anwendungen mit Frequenzumrichtern zu verwenden?

In Anwendungen mit Frequenzumrichtern (VFD) wird ein Inverter anstelle eines offenen Transformators (auch bekannt als linearer Transformer) aus mehreren Gründen bevorzugt. Hier sind die Hauptgründe:

1. Einstellbare Ausgangsfrequenz

Inverter: Ein Inverter kann Wechselstrom mit variabler Frequenz erzeugen, was die Kernfunktion eines VFD ist. Durch die Anpassung der Ausgangsfrequenz kann die Drehzahl und das Drehmoment des Motors präzise gesteuert werden.

Offener Transformator: Ein offener Transformator kann nur eine feste Frequenz liefern, in der Regel entspricht dies der Netzfrequenz (50Hz oder 60Hz), und kann die Frequenz nicht anpassen.

2. Höhere Effizienz

Inverter: Inverter arbeiten mit effizienten Schaltgeräten (wie IGBTs) und können eine hohe Effizienz von oft über 95% erreichen.

Offener Transformator: Offene Transformator haben Eisen- und Kupferverluste, insbesondere bei leichter oder keiner Belastung, was zu einer geringeren Effizienz führt.

3. Geringere Einschaltströme

Inverter: Inverter können den Einschaltstrom beim Motorstart steuern und große Stromspitzen vermeiden. Dies hilft, die Lebensdauer des Motors zu verlängern und den Einfluss auf das Stromnetz zu reduzieren.

Offener Transformator: Offene Transformator können den Einschaltstrom nicht steuern, was zu signifikanten Startströmen führt, die Spannungseinbrüche im Netz verursachen und andere Geräte stören können.

4. Schnelle dynamische Reaktion

Inverter: Inverter haben schnelle dynamische Reaktionsfähigkeiten, die es ihnen ermöglichen, die Ausgabe schnell anzupassen, um Laständerungen zu berücksichtigen. Dies ist für Anwendungen, die eine schnelle Reaktion erfordern, entscheidend.

Offener Transformator: Offene Transformator haben langsamere dynamische Reaktionen und können sich nicht schnell an Laständerungen anpassen.

5. Vielfältige Schutzfunktionen

Inverter: Inverter sind in der Regel mit mehreren Schutzfunktionen wie Überlastschutz, Kurzschluss- und Überhitzungsschutz ausgestattet, um den sicheren Betrieb des Systems zu gewährleisten.

Offener Transformator: Offene Transformator haben begrenzte Schutzfunktionen und benötigen oft externe Schutzeinrichtungen.

6. Harmonische Unterdrückung

Inverter: Moderne Inverter enthalten oft harmonische Filter, die Harmonische wirksam unterdrücken und die Netzbefriedigung reduzieren.

Offener Transformator: Offene Transformator können Harmonische nicht wirksam unterdrücken, was die Netzqualität potenziell verschlechtern kann.

7. Flexibilität und Programmierbarkeit

Inverter: Inverter bieten hohe Flexibilität und Programmierbarkeit, wodurch durch Parameter-Einstellungen und Programmierung komplexe Funktionen wie Mehrfachgeschwindigkeitssteuerung und PID-Regelung implementiert werden können.

Offener Transformator: Offene Transformator haben begrenzte Funktionalitäten und können keine komplexe Steuerung und Regelung erreichen.

8. Größe und Gewicht

Inverter: Inverter sind in der Regel kleiner und leichter, was sie einfacher zu installieren und zu warten macht.

Offener Transformator: Offene Transformator sind größer und schwerer, was die Installation und Handhabung erschwert.

9. Kosteneffizienz

Inverter: Obwohl die anfängliche Investition höher sein mag, führen die hohe Effizienz und Energieeinsparungen von Invertern langfristig zu erheblichen Kosteneinsparungen und bieten gute Kosteneffizienz.

Offener Transformator: Offene Transformator haben niedrigere anfängliche Kosten, aber ihre geringere Effizienz und höhere Wartungskosten führen zu höheren langfristigen Betriebskosten.

Zusammenfassung

In VFD-Anwendungen bieten Inverter gegenüber offenen Transformator zahlreiche Vorteile, darunter einstellbare Ausgangsfrequenz, hohe Effizienz, geringe Einschaltströme, schnelle dynamische Reaktion, vielfältige Schutzfunktionen, harmonische Unterdrückung, Flexibilität und Programmierbarkeit, kleinere Größe und Gewicht sowie gute Kosteneffizienz. Diese Vorteile machen Inverter zur bevorzugten Wahl für VFD-Anwendungen.