Frequenzumrichterfilter und Zubehör für Aufzugsanwendungen
Von Eric Danner | Weiterbildung | Juni 30, 2026
17 Minuten zum Lesen
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Sechspuls-Frequenzumrichter für Traktionsaufzüge bestehen aus Eingangsgleichrichtern, Zwischenkreiskondensatoren und Ausgangs-IGBTs. Ihre PWM-Steuerung ermöglicht zwar einen energieeffizienten und ruhigen Fahrbetrieb, erzeugt aber Oberschwingungen, hauptsächlich 5. und 7. Ordnung. Diese erhöhen den Effektivstrom, verschlechtern den Leistungsfaktor und verkürzen die Lebensdauer der Komponenten. Der Gesamtstrom (THDi) ist ein Momentanwert, während der Gesamtstrom (TDD) den Bedarf mittelt und Aufzugssysteme besser repräsentiert. Zu den Abhilfemaßnahmen gehören 3–5 %-Netzdrosseln (reduzieren den THDi und verlängern die Kondensatorlebensdauer), passive Oberschwingungsfilter (Zielwert: THDi ≈ 8 % und Leistungsfaktor ≈ 0.99–1.00), aktive Einspeiseumrichter für einen besseren THDi-Wert von 3–5 % (bei höheren Kosten), EMV-Filter zur Ableitung hochfrequenter Störungen sowie Ausgangs-dV/dt-Drosseln und Ferritringe zum Schutz der Motoren. Die Wahl hängt vom Kosten-Nutzen-Verhältnis ab.
Ein Überblick über Methoden zur Minderung von Oberwellenverzerrungen in Aufzugssystemen
von Eric Danner und KEB America
Lernziele
Nach dem Lesen dieses Artikels sollten Sie Folgendes wissen:
- Die Grundlagen/die drei Hauptbestandteile eines Sechs-Puls-Frequenzumrichters
- Die Ursache von Oberwellenverzerrungen und welche Oberwellenordnungen die bedeutendsten Oberwellen in Aufzugsanwendungen verursachen
- Die vielfältigen Methoden, die zur Minderung von Oberwellenverzerrungen und zur Verlängerung der Lebensdauer von Geräten in der Elektro- und Aufzugstechnik eingesetzt werden.
- Das Kosten-Nutzen-Verhältnis des Systems dient zur Ermittlung der besten Methode für die jeweilige Anwendung.
- Der Unterschied zwischen TDD und THDi, ihre Anwendungsbereiche und welches Verfahren sich besser zur Beschreibung der harmonischen Verzerrung im Zeitverlauf in einem Aufzugssystem eignet
Grundlagen der Frequenzumrichter
Sechspuls-Frequenzumrichter (FU) werden heutzutage aufgrund ihrer Zuverlässigkeit, des hohen Fahrkomforts, der Energieeffizienz und der Wirtschaftlichkeit häufig in Traktionsaufzügen eingesetzt. Moderne FU bestehen aus drei Hauptkomponenten: den Eingangsgleichrichtern, den Zwischenkreiskondensatoren und den Ausgangs-IGBTs (Insulated-Gate Bipolar Transistors). Die Eingangsgleichrichterstufe wandelt den dreiphasigen Wechselstrom (AC) des Hauptnetzes in Gleichstrom (DC) um. Die Eingangsgleichrichter eines FU lassen den Strom nur in eine Richtung fließen und bilden so den Zwischenkreis. Dieser Zwischenkreis enthält den gleichgerichteten Gleichstrom in einer großen Kondensatorbank.
Die Spannung im Gleichstromzwischenkreis beträgt etwa das 1.41-fache der Wechselstrom-Netzspannung. Die Eingangsgleichrichterstufe ist passiv, d. h., falls im Netz eine Restwelligkeit auftritt, spiegelt sich diese direkt im Gleichstromzwischenkreis wider. Die Kondensatoren im Gleichstromzwischenkreis helfen, diese Restwelligkeit zu filtern und dienen als Reserve für die Motorversorgung. Die dritte Stufe eines modernen Frequenzumrichters (FU) sind die Ausgangs-IGBTs. Diese schalten mit sehr hohen Frequenzen ein und aus (typischerweise 8 bis 16 kHz für Aufzugsanwendungen) und steuern so die Gleichstromspannung für den Motor. Die Ausgangs-IGBTs können nur ein- oder ausgeschaltet sein. Die Modulation der Gleichstromspannung durch den FU mit kontrollierten Frequenzen und Amplituden wird als Pulsweitenmodulation (PWM) bezeichnet. Sie ermöglicht es dem FU, Gleichstrom in Form einer simulierten dreiphasigen Wechselspannung auszugeben, die Drehzahl und Drehmoment des Motors steuert. Die Ausgangs-IGBTs sind bidirektional, d. h., der Strom kann vom Gleichstromzwischenkreis in beide Richtungen fließen. Strom kann im Lastfall zum Motor fließen oder im Regenerationszustand zurück zum Zwischenkreis. Die Pulsweitenmodulation (PWM) ist das Prinzip, das den Einsatz von Frequenzumrichtern in Aufzügen ermöglicht.
Frequenzumrichter erzeugen Lärm
Obwohl die Pulsweitenmodulation (PWM) Aufzügen erstklassigen Fahrkomfort, hohe Effizienz und eine einfachere Inbetriebnahme ermöglicht, erzeugt das Design systembedingt Oberwellenverzerrungen. Diese entstehen durch die Sechs-Puls-Gleichrichter der Frequenzumrichter (FU) bei der Stromzufuhr zum Motor. Grund dafür ist die nichtlineare Last des FU, der den Aufzugsmotor versorgt. Die Impedanz und Stromaufnahme nichtlinearer Lasten ändern sich während des Wechselstromzyklus. Beispiele für nichtlineare Lasten sind Aufzugs-FU, Computer, LED-Leuchten und Fernseher.
Diese Geräte unterscheiden sich von linearen Lasten, die eine konstante Impedanz aufweisen und einen nahezu perfekten sinusförmigen Strom aus ihrer Spannungsquelle beziehen. Beispiele für lineare Lasten sind Widerstände, Induktivitäten, Kondensatoren oder ein im stationären Betrieb befindlicher Drehstrom-Induktionsmotor am Wechselstromnetz. Die Eingangsgleichrichterstufe eines Frequenzumrichters für nichtlineare Lasten bezieht einen nicht-sinusförmigen Strom aus der Stromversorgung. Dieser unregelmäßige Strombezug führt zu Oberschwingungen der Grundfrequenz (z. B. 50 oder 60 Hz), die auf die Systemimpedanzen innerhalb der Gebäudestromversorgung wirken. Ein Sechspuls-Frequenzumrichter bezieht Stromoberschwingungen fünfter, siebter, elfter, dreizehnter usw. Ordnung.
Jeder harmonische Strom hat eine bestimmte Frequenz. n Die Frequenz der Oberwelle ist das Produkt der Netzfrequenz und ihre Amplitude hängt von der Last ab. Beispielsweise beträgt die erste Harmonische, auch Grundfrequenz genannt, 60 Hz, die zweite 120 Hz, die dritte 180 Hz usw.
Die bedeutendsten Oberschwingungen in Aufzugsanlagen treten fünfter und siebter Ordnung auf. Mit steigender Ordnung der Oberschwingungen nimmt deren Amplitude ab. Höhere Stromoberschwingungen führen zu einer höheren Effektivstromaufnahme (RMS) des Stromnetzes. Nimmt ein System im Verhältnis zur Stromversorgung eine signifikante Menge an Stromoberschwingungen auf, kommt es zu Spannungsverzerrungen. Diese Verzerrungen können, wenn sie ausreichend stark sind, zu Fehlfunktionen anderer Geräte im selben Stromnetz und zu erhöhter Erwärmung der elektrischen Bauteile führen, was wiederum vorzeitige Ausfälle zur Folge haben kann.
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THDi vs. TDD
Die harmonische Verzerrung lässt sich messen und wird als Gesamtklirrfaktor (THDi) bezeichnet. Der THDi ist das momentane Verhältnis des Effektivwerts der Oberschwingungen einschließlich der Verzerrungen zum Effektivwert der Grundfrequenz, ausgedrückt in Prozent. Da der THDi ein Momentanwert ist, ändert er sich mit unterschiedlichen Belastungsszenarien im Aufzug. Daher ist der THDi für Komponentenhersteller bei der Dimensionierung von Anlagen auf einen Nennstrom besonders relevant.
Für Aufzugsanwendungen kann die Gesamtlastverzerrung (Total Demand Distortion, TDD) die elektrische Verzerrung in einem System genauer darstellen. Die TDD ist die gesamte Effektivwertverzerrung des Oberschwingungsstroms, angegeben in Prozent des maximalen Laststroms (15- oder 30-Minuten-Bedarf). Da die TDD ein zeitabhängiger Mittelwert ist, liefert sie eine präzisere Beschreibung der Stromoberschwingungen, die ein Aufzugssystem beeinflussen.

Die Norm IEEE 519-2022 des Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) legt die Anforderungen für die Gesamtverzerrung (THD) von 8.0 % am Netzanschlusspunkt (PCC) von Gebäudestromnetzen fest. Der PCC ist der Punkt, an dem das Stromnetz des Energieversorgers und das Stromnetz der Verbraucher zusammenlaufen. Für Aufzugsinstallateure gilt der PCC häufig als Haupttrennschalter für die Aufzugssteuerung, da der Zugang zum restlichen Stromnetz des Gebäudes in der Regel nicht für den Aufzugsinstallateur selbst gegeben ist. Die Annahme ist, dass, wenn der Trennschalter vor der Steuerung die Anforderungen der IEEE 519-2022 erfüllt, das Aufzugssystem die übrigen Stromnetze des Gebäudes nicht beeinträchtigen kann. Werden diese Normen nicht eingehalten, drohen den Betreibern häufig Strafen oder Anschlussbeschränkungen seitens der Energieversorger.

Leistungsfaktor
Ein weiterer wichtiger Parameter bei Aufzugsanwendungen ist der Leistungsfaktor. Er beschreibt das Verhältnis zwischen der in Nutzleistung umgewandelten Leistung (Wirkleistung) bei der Grundfrequenz und der gesamten übertragenen elektrischen Leistung. Ein Leistungsfaktor von 1.00 ist wünschenswert und bedeutet, dass die gesamte übertragene Leistung von der Last verbraucht wird. Bei einem hohen Anteil an Oberschwingungen im System kann der Leistungsfaktor schnell sinken. Ist der Leistungsfaktor in einem System sehr niedrig, müssen die elektrischen Komponenten überdimensioniert werden, um die nicht nutzbare Blindleistung bzw. die Oberschwingungen aufzunehmen.
3% oder 5% Schnurdrosselung
Eine 3%- oder 5%-Netzdrossel ist oft die erste und kostengünstigste Methode, die Oberwellenverzerrung eines Frequenzumrichters zu reduzieren. Die Netzdrossel wird am Eingang des Umrichters platziert und für alle Frequenzumrichteranwendungen empfohlen. Eine passive Netzdrossel kann den Klirrfaktor (THDi) von ca. 80 % auf ca. 40 % senken. Diese Reduzierung des Klirrfaktors kann unerwünschte Spannungsfehler und vorzeitige Schäden an den Zwischenkreiskondensatoren des Frequenzumrichters verhindern. Der Einsatz einer Netzdrossel kann die Lebensdauer der Zwischenkreiskondensatoren im Frequenzumrichter verdoppeln. Bei Verwendung eines Trenntransformators ist keine Netzdrossel erforderlich.

Harmonische Filter
Oberwellenfilter sind eine hervorragende Methode, um die Oberwellenverzerrung in elektrischen Systemen weiter zu reduzieren. Sie werden häufig in Anwendungen eingesetzt, in denen empfindliche Elektronik am selben Stromnetz angeschlossen ist, wie beispielsweise in Krankenhäusern, Flughäfen oder Rechenzentren. Dank ihres passiven Designs benötigen Oberwellenfilter keine separate Ansteuerung und erreichen bei entsprechender Dimensionierung einen THDi-Wert von 8 %, wodurch das System die Richtlinien der IEEE 519-2022 erfüllt. Dies wird durch berechnete Induktivitäten und Kapazitäten erreicht, die den Strom mit der Grundfrequenz durchlassen, aber Ströme höherer Oberwellenordnungen blockieren. Die Kernwicklungen im Inneren des Oberwellenfilters bestehen aus hochwertigen Stahlblechen und sind speziell für die jeweilige Anwendung ausgelegt.
Die Filter sind für 230-V- und 480-V-Spannungen ausgelegt und für die Grundfrequenz von 50 Hz bzw. 60 Hz (für europäische und nordamerikanische Anwendungen) optimiert. Da der Strom den Oberwellenfilter in beide Richtungen passieren kann, ist er auch mit regenerativen Frequenzumrichtern kompatibel.
Oberschwingungsfilter werden am Eingang des Frequenzumrichters oder, falls vorhanden, der Regenerationsanlage platziert und auf den Eingangsstrom der Anwendung ausgelegt. Viele Oberschwingungsfilter bieten eine Überlastfähigkeit von 150 % für 60 Sekunden und schützen so vor Spannungs- und kurzzeitigen Lastspitzen. Die korrekte Dimensionierung ist entscheidend für ihre Wirksamkeit, da eine Unterdimensionierung des Filters zu einer Übersättigung der Filterkerne führt. Diese Übersättigung reduziert die Wirksamkeit der Oberschwingungsfilter und führt wahrscheinlich dazu, dass ihre Leistung nicht mehr den Spezifikationen der IEEE 519-2022 entspricht.
Bei der Dimensionierung eines Oberschwingungsfilters sind Belüftung und Kühlung wichtige Faktoren. Mit zunehmendem Stromfluss erwärmt sich der Filterkern. Bei zu hoher Strombelastung sättigt sich der Kern, was zu einem erhöhten Widerstand und einer drastischen Leistungsminderung führt. Daher ist eine ausreichende Belüftung und externe Luftzufuhr für Oberschwingungsfilter unerlässlich. Größere Filter sind mit Lüftern ausgestattet. Für Anwendungen mit höheren Strömen sind NEMA-1-Gehäuse erhältlich, die kostengünstiger und platzsparender sind und die Installation außerhalb des Schaltschranks ermöglichen. In solchen Fällen können mehrere Oberschwingungsfilter parallel geschaltet werden, um den Nennstrom aufzunehmen.

Bei ausreichender Dimensionierung und Belüftung erreichen Oberschwingungsfilter einen Leistungsfaktor von 0.99 bis 1.00 und einen Klirrfaktor (THDi) von 8 % bei Nennlast. Sie schützen zudem den Frequenzumrichter und die Rückspeisung vor netzseitigen Störungen und Spannungsspitzen. Dadurch wird die Temperatur der elektrischen Komponenten im Frequenzumrichter reduziert und dessen Lebensdauer verlängert. Studien belegen, dass sich die Lebensdauer der Zwischenkreiskondensatoren im Frequenzumrichter durch den Einsatz eines Oberschwingungsfilters um bis zu 300 % steigern lässt. Bei Verwendung mit Steuerungen, deren benötigte Spannung der Netzspannung entspricht, ist kein Trenntransformator erforderlich, da die Oberschwingungsleistung des Filters die von Trenntransformatoren deutlich übertrifft. Dies führt zu Kosteneinsparungen, da der Oberschwingungsfilter in der Regel wesentlich günstiger ist als der Trenntransformator.
Abbildung 6 zeigt Spannung und Stromstärke einer Aufzugshauptleitung ohne Drossel oder Oberwellenfilter. Der Eingangsstrom erreicht Spitzenwerte vom Fünf- bis Zehnfachen des Effektivwerts, was zu einer hohen Restwelligkeit im Zwischenkreis führt. Diese Restwelligkeit kann das Drehmoment des Motors verringern und den Fahrkomfort beeinträchtigen.
Abbildung 7 zeigt dieselbe Hauptleitung mit installiertem Oberwellenfilter. Durch den Oberwellenfilter ist der leitungsseitige Strom sinusförmig, und die Spitzenstromamplitude wird auf das 1.4-fache des Effektivwerts reduziert. Auch die Spannung am Zwischenkreis wird geglättet, wodurch die Zwischenkreiskondensatoren nahezu keine Restwelligkeit aufweisen. Die signifikante Reduzierung der Restwelligkeit des Zwischenkreisstroms kann die Lebensdauer der Kondensatoren um das Dreifache oder mehr verlängern und führt zu einem besser vorhersagbaren Drehmoment und einem verbesserten Fahrkomfort.

AIC
Oberwellenfilter sind eine kosteneffiziente Lösung, um empfindliche Aufzugsanwendungen an die Norm IEEE 519-2022 anzupassen und die Lebensdauer der Systemelektronik zu verlängern. Ihre passive Bauweise begrenzt jedoch ihre THDi-Leistung auf die spezifischen Hardwarekomponenten. Für eine noch höhere Oberwellenleistung können Active Infeed Converter (AIC)- oder Active Front End (AFE)-Technologien eingesetzt werden.
Das AIC-System bietet optimale Oberwellenleistung und besteht aus zwei antiparallel geschalteten Frequenzumrichtern (FU). Der erste FU synchronisiert sich mit der Netzspannung und wandelt die Wechselspannung aktiv in Gleichspannung um. Diese aktive Gleichrichterstufe nutzt einen induktiv-kapazitiven Filter zur Anbindung an das Wechselstromnetz. Dadurch fließt ein Strom mit nahezu reiner Sinuswelle und geringer Oberwellenverzerrung; in vielen Fällen liegt diese zwischen 3 und 5 % THDi. Durch die Verwendung zweier IGTB-Sätze ist die AIC-Technologie regenerativ. Der Leistungsfaktor wird bei allen Laststufen auf 1.00 geregelt. Zusätzlich ist ein hochwertiger EMV-Filter (elektromagnetische Interferenz) vor dem System erforderlich, da der aktive Gleichrichter eine hohe Gleichtaktstörung gegen Erde erzeugt. Der zweite FU dient als Motorantrieb und steuert den Motor unabhängig von der Eingangsstufe.

Da der AIC mit Pulsweitenmodulation (PWM) und hoher Trägerfrequenz arbeitet, sind die Schaltverluste im Vergleich zur Blockkommutierung der Regeneriereinheit höher. Auch die Eisenverluste der PWM im AIC-Filter sind höher als in vergleichbar großen Oberschwingungsfiltern. AIC-Systeme dürfen nur an ein symmetrisches, dreiphasiges Sternnetz mit Erdung angeschlossen werden; Dreieckschaltungen sind nicht zulässig. Die Phasenspannungen müssen zudem innerhalb einer Toleranz von ±5 % zueinander liegen. In Gebäuden mit älteren Dreieckschaltungen oder bei starker Phasenunsymmetrie ist ein Transformator erforderlich. Ein AIC übertrifft die Anforderungen der IEEE-519-Norm, die höhere Leistungsfähigkeit ist jedoch mit höheren Kosten verbunden.
EMI-Filter
Ein EMV-Filter ist ein Gerät, das vor dem Eingang des Frequenzumrichters installiert wird. EMV-Filter reduzieren die Auswirkungen hochfrequenter elektrischer Störungen. Sie zielen auf hochfrequente elektrische Störungen (bis zu 30 MHz) ab, während Oberwellenfilter Netzoberwellen bei deutlich niedrigeren Frequenzen eliminieren. Bei der Aufzugsanwendung, die mit hohen IGBT-Schaltfrequenzen von 8 kHz bis 16 kHz arbeitet, entsteht Wärme in den IGBTs.

Wenn diese hohen Frequenzen mit Streukapazitäten im elektrischen System interagieren, entstehen parasitäre Ströme. Diese parasitären Ströme können das Netzteil und andere Geräte im selben Stromkreis stören und gleichzeitig die Temperatur der IGBTs im Frequenzumrichter unnötig erhöhen. Diese zusätzliche Wärme ist verschwendete Energie und führt zu vorzeitigem Verschleiß des Frequenzumrichters. Der Einsatz eines EMV-Filters kann diese parasitären Ströme reduzieren, die Lebensdauer des Frequenzumrichters verlängern und andere empfindliche Elektronik im angeschlossenen Stromnetz schützen. Der EMV-Filter leitet die parasitären Ströme gegen Erde ab, anstatt sie in den Versorgungsstrom zurückzuleiten. Damit ein EMV-Filter so funktioniert, müssen geeignete Erdungsmaßnahmen getroffen werden. Die Erdung ist sehr wichtig und bietet einen Rückweg zur Ableitung der hochfrequenten Störungen. Im Allgemeinen sollte ein niederohmiger Pfad geschaffen werden, der die Ableitung der EMV-Störungen ermöglicht. Für eine optimale Erdung ist eine möglichst kurze Erdungsstrecke optimal. Ein flaches, geflochtenes Erdungsband ist am besten geeignet, da es eine große Kontaktfläche bietet und die Impedanz reduziert. Aufzugsanlagen ohne EMI-Filter und ordnungsgemäße Erdung können anfällig für Störfehler am Antrieb und der Steuerung sein.

dV/dt-Filter
Auch auf der Ausgangsseite des Frequenzumrichters können elektrische Störungen und Verzerrungen auftreten. Eine dV/dt-Drossel ist eine passive Induktivität, die zwischen dem Ausgang des Frequenzumrichters und dem Motor geschaltet wird, um diese Probleme zu minimieren. Bei Verwendung von Pulsweitenmodulation (PWM) schalten die IGBTs im Umrichter sehr schnell ein und aus, um Drehzahl und Drehmoment des Aufzugsmotors zu steuern. Sobald der IGBT geschlossen ist, steigt die Spannung an den Ausgangsklemmen des Frequenzumrichters auf die Spannung des Zwischenkreises. Die Spannungsänderung erfolgt nicht instantan, sondern erreicht den Zwischenkreispegel über einen bestimmten Zeitraum (T).erhebt euchDie Geschwindigkeit, mit der die Spannung ansteigt, wird als dV/dt-Anstiegszeit bezeichnet und ist eine charakteristische Eigenschaft des IGBT-Designs.
Bei Anwendungen mit langen Motorzuleitungen können die Impedanzen der Zuleitungen mit der PWM-Steuerung des Frequenzumrichters interagieren. Die Impedanzen der Motorzuleitungen hängen von deren Länge und Material ab. Eine vollständige Impedanzanpassung von Motor und Zuleitungen ist nahezu unmöglich. Stimmen die Impedanzen zwischen Motorzuleitungen und Motor nicht überein, wirken die Motorzuleitungen wie eine Übertragungsleitung und leiten die Ausgangsspannung des Umrichters zum Motor weiter. Diese Wellenreflexionen führen zu einem Spannungsüberschwingen am Motor und senden gleichzeitig eine reflektierte Welle zurück zum Umrichter. Addieren sich die reflektierten Wellen zur Grundwellenform des Umrichters, kann die an den Motor abgegebene Spannung drastisch ansteigen. Eine direkt am Ausgang des Frequenzumrichters platzierte dV/dt-Drossel begrenzt die Spannungsänderungsrate (dV/dt) auf einen für die Filterauslegung charakteristischen Wert. Der Filter reduziert außerdem Stromwelligkeiten und Rotorverluste im Motor.

Abbildung 11 zeigt eine 480-V-Anwendung mit einer Leerlauf-Gleichstromzwischenkreisspannung von 675 V und 25 m langen Motorzuleitungen ohne Verwendung einer dV/dt-Drossel. Die am Motor anliegende Spitzenspannung beträgt 988 V. Wird der Abstand zwischen Motor und Frequenzumrichter auf 75 m erhöht (siehe Abbildung 12), steigt die maximale Spannung an den Motorklemmen auf nahezu 1,326 V.
Das ist fast das Doppelte des Wertes des Gleichstromzwischenkreises des Frequenzumrichters! Diese wiederholten Spannungsspitzen können sehr schädliche Auswirkungen auf den Motor haben und, wenn sie nicht behoben werden, sogar zu Problemen mit dem Fahrkomfort führen.

Moderne Drehstrom-Aufzugsmotoren sind heute für den Betrieb mit Frequenzumrichtern ausgelegt und für Spitzenspannungen von mindestens 1600 V konzipiert. Die wiederholten Spannungsspitzen (dV/dt) belasten jedoch die Wicklungen und die Isolierung im Motorinneren erheblich. Bei Anwendungen mit hohen Schaltfrequenzen, wie sie beispielsweise in Aufzügen mit einer Ausgangsfrequenz von 8 kHz bis 16 kHz auftreten, schreitet dieser Verschleiß deutlich schneller voran. Abbildung 13 zeigt einen geschützten Motor, der in der gleichen 480-V-Konfiguration wie zuvor mit einer dV/dt-Drossel verdrahtet ist. Durch die dV/dt-Drossel wird die Spitzenspannung des Frequenzumrichters an den Motorklemmen auf 951 V reduziert – eine Reduzierung der Motorspannung um 40 %! Diese Reduzierung schützt die Motorwicklungen erheblich und kann den Fahrkomfort verbessern.

dV/dt-Drosseln werden für alle Frequenzumrichter-Anwendungen empfohlen, bei denen der Motor mehr als 40 Meter vom Umrichter entfernt ist. Der Einsatz von dV/dt-Drosseln bei kürzeren Abständen ist zwar empfehlenswert, aber optional. dV/dt-Drosseln können sowohl mit Permanentmagnet- als auch mit Induktionsmotoren verwendet werden. Die geringe Induktivität der Filter beeinträchtigt nicht die Fähigkeit des Umrichters, die Motorwiderstände, die Induktivität und die Totzeit zu messen, während er das Motormodell oder die Encoderposition (bei Permanentmagnetmotoren) erlernt. Die Drosseln sind für Spannungen bis 550 V AC erhältlich und werden entsprechend dem Anwendungsstrom dimensioniert. dV/dt-Drosseln sind eine hervorragende Möglichkeit, die Lebensdauer eines Motors zu verlängern und verursachen in der Regel nur einen Bruchteil der Kosten eines Motoraustauschs.

Ferritringe
Die einfachste und kostengünstigste Methode zur Reduzierung von elektrischen Störungen zwischen Motor und Frequenzumrichter sind Ferritringe. Ferritringe sind passive Induktoren aus keramischen Magnetmaterialien, die hochfrequente Störungen herausfiltern. Sie werden häufig in Anwendungen eingesetzt, in denen Energie übertragen wird. Auch bei Ihrem Computer-Ladegerät handelt es sich bei den kleinen Kunststoffgehäusen an beiden Enden des Netzteils um Ferritringe.
In Aufzügen erzeugen die Pulsweitenmodulation (PWM) des Frequenzumrichters und die parasitären Kapazitäten der Motorleitungen und des Motors unerwünschte hochfrequente Ströme. Die Induktivität der Ferritringe erhöht die Impedanz zwischen dem Ausgang des Frequenzumrichters und dem Kabel und filtert so diese hochfrequenten Ströme. Die Ferritringe werden am Ausgang des Frequenzumrichters platziert, wobei die Motorleitungen durch sie verlaufen. Der Einsatz von Ferritringen kann dazu beitragen, Störfehler im Frequenzumrichter und der Aufzugssteuerung zu vermeiden und vorzeitigen Verschleiß von Motorlagern und -wicklungen durch parasitäre Ströme zu verhindern.

Fazit – Vergleich der Technologien
Der moderne Aufzugsmarkt verlangt saubere und verzerrungsfreie Stromversorgung. Es gibt zahlreiche Methoden, um Oberwellenverzerrungen zu minimieren und die Lebensdauer der Komponenten in der Elektro- und Aufzugsanlage zu verlängern. Netzdrosseln, Oberwellenfilter, AIC-Technologie, EMV-Filter, dV/dt-Drosseln und Ferritringe sind Optionen mit unterschiedlichen Kosten und Leistungen, um die Systemanforderungen jeder Anwendung zu erfüllen. Ingenieure und Berater müssen die Kosten und Leistungsanforderungen des Systems sorgfältig abwägen, um die optimale Ausrüstung für die jeweilige Anwendung zu ermitteln. Die effiziente Erfüllung dieser Anforderungen führt zu langlebigen, sicheren und leistungsstarken Aufzügen.
Fragen zur Lernverstärkung
Verwenden Sie die unten stehenden Fragen zur Lernverstärkung, um für die Online-Einstufungsprüfung für die Weiterbildung zu lernen unter
Aufzugbücher.com oder auf S. 120 dieser Ausgabe.
- Aus welchen drei Hauptteilen besteht ein Sechs-Puls-Frequenzumrichter?
- Was verursacht harmonische Verzerrungen und welche Oberwellenordnungen verursachen die bedeutendsten Oberwellen in Aufzugsanwendungen?
- Welche Methoden werden eingesetzt, um Oberwellenverzerrungen zu mindern und die Lebensdauer von Geräten in Elektro-/Aufzugsanlagen zu verlängern?
- Wie können Ingenieure/Berater das Kosten-Nutzen-Verhältnis des Systems bewerten, um die beste Methode für die jeweilige Anwendung zu ermitteln?
- Worin besteht der Unterschied zwischen TDD und THDi, und welches Verfahren eignet sich besser zur Beschreibung der harmonischen Verzerrung im Zeitverlauf in einem Aufzugsystem?