Frequenzumrichter sind aus der modernen Antriebstechnik nicht mehr wegzudenken. Sie dienen dazu, die Drehzahl von Elektromotoren flexibel und energieeffizient zu steuern, was vor allem in der Industrie zahlreiche Vorteile bietet. Dennoch sind sie nicht frei von Störungen, die sowohl technische als auch wirtschaftliche Auswirkungen haben können. In diesem Artikel werden die häufigsten Störungen bei Frequenzumrichtern ausführlich erklärt und mögliche Ursachen sowie Lösungsansätze aufgezeigt.
1. Überspannungen und Spannungsspitzen
Eine der häufigsten Störungen betrifft Spannungsspitzen im Netz oder im Zwischenkreis des Umrichters. Diese können durch Schalthandlungen, Netzrückwirkungen oder Blitzschläge entstehen. Die Folgen reichen von Fehlfunktionen bis hin zu dauerhaften Schäden an den Leistungshalbleitern. Abhilfe schaffen hier Überspannungsschutzgeräte sowie eine saubere Netztrennung mit Filtern und Drosseln.
2. Überhitzung
Überhitzung ist eine typische Störungsursache bei Frequenzumrichtern, insbesondere bei unzureichender Kühlung oder bei Betrieb außerhalb der Spezifikationen. Staub, schlechte Belüftung oder zu hohe Umgebungstemperaturen können die Wärmeabfuhr beeinträchtigen. Moderne Geräte verfügen über Temperaturüberwachung und schalten sich bei Gefahr automatisch ab. Regelmäßige Wartung, wie die Reinigung von Lüftern und Kühlkörpern, ist unerlässlich.
3. EMV-Störungen (Elektromagnetische Verträglichkeit)
Frequenzumrichter erzeugen hochfrequente Störungen, die sich negativ auf benachbarte elektronische Geräte auswirken können. Diese EMV-Störungen entstehen hauptsächlich durch schnelle Schaltvorgänge der Leistungselektronik. Um dies zu vermeiden, sollten abgeschirmte Motorleitungen verwendet werden, und der Einbau von EMV-Filtern am Eingang des Umrichters ist ratsam.
4. Erdschluss und Kurzschluss
Ein Erd- oder Kurzschluss in der Motorzuleitung kann den Frequenzumrichter schwer beschädigen. Ursachen hierfür sind meist Isolationsfehler oder mechanische Beschädigungen der Leitungen. Moderne Umrichter erkennen solche Fehler schnell und schalten den Betrieb automatisch ab. Eine sorgfältige Installation sowie regelmäßige Isolationsmessungen beugen solchen Problemen vor.
5. Kommunikationsfehler
In automatisierten Systemen sind Frequenzumrichter häufig über Bussysteme wie Profibus, Modbus oder EtherCAT eingebunden. Kommunikationsstörungen können durch fehlerhafte Verkabelung, Störungen im Netzwerk oder Softwarefehler entstehen. Eine strukturierte Fehlersuche mit Diagnosewerkzeugen sowie die Einhaltung der Installationsrichtlinien ist hier entscheidend.
Frequenzumrichter sind komplexe Geräte, die ein hohes Maß an technischer Sorgfalt bei Auswahl, Installation und Wartung erfordern. Die häufigsten Störungen lassen sich jedoch mit präventiven Maßnahmen, regelmäßiger Instandhaltung und dem Einsatz geeigneter Schutz- und Filtertechniken weitgehend vermeiden. Ein fundiertes Verständnis der möglichen Fehlerquellen trägt entscheidend zur Verfügbarkeit und Langlebigkeit dieser wichtigen Komponenten bei.