Was ist ein 3-Phasen-Wechselrichter?
Ein 3-Phasen-Wechselrichter ist ein Wechselrichtergerät, das eine Wechselrichterschaltung verwendet, um den Spannungswert oder die Frequenz des Wechselstroms zu ändern.
Bei einem 3-Phasen-Wechselrichter handelt es sich um ein Gerät, bei dem das Ziel der Umwandlung ein dreiphasiger Wechselstrom ist. Eine Wechselrichterschaltung ist eine Schaltung, die eine Schaltfunktion verwendet, um Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln.
Ein Wechselrichter besteht aus einem Konverter, einem Kondensator und der Wechselrichterschaltung.
Anwendungen von 3-Phasen-Wechselrichtern
Für Wechselrichter gibt es die folgenden Steuerungsmethoden, wobei die verwendete Steuerungsmethode vom Verwendungszweck abhängt:
1. VVVF
Dies ist die Abkürzung für „Variable Voltage Variable Frequency“ (variable Spannung und variable Frequenz), was sich auf die Steuerung mit variabler Spannung und variabler Frequenz bezieht. Es handelt sich dabei um eine Methode, die eine beliebige Steuerung von Spannung und Frequenz der Ausgangswechselstromleistung ermöglicht.
Zu den Anwendungen gehören die Steuerung von Wechselstrommotoren in Schienenfahrzeugen und neuerdings auch in Klimaanlagen.
2. CVVF
CVVF steht für „Constant Voltage Variable Frequency“ (Konstantspannungs-Variable-Frequenz) und bezieht sich auf die Regelung mit konstanter Spannung und variabler Frequenz. Es handelt sich dabei um eine Methode, mit der die Frequenz der ausgegebenen Wechselstromleistung nach Wunsch gesteuert werden kann.
Zu den Anwendungen gehören Induktionsherde. Hochfrequente Ströme können für eine stärkere Erwärmung verwendet werden. Niederfrequente Ströme können zum Erhitzen bei niedrigeren Temperaturen verwendet werden.
3. CVCF
Dies ist die Abkürzung für „Constant Voltage Constant Frequency“ (Konstante Spannung Konstante Frequenz), was sich auf die Regelung einer konstanten Spannung mit konstanter Frequenz bezieht. Ziel ist es, eine stabile Stromversorgung ohne Spannungsabfälle zu gewährleisten. Es wird in Computernetzteilen, USV (unterbrechungsfreie Stromversorgung) usw. verwendet.
Funktionsweise der 3-Phasen-Wechselrichter
In einem 3-Phasen-Wechselrichter wird ein Wechselstromeingang in einem Wandlerkreis in einen Gleichstrom umgewandelt. In der Wandlerschaltung wird eine Diode verwendet, deren Aufgabe es ist, den Wechselstrom in einen Gleichstrom in einer Richtung umzuwandeln.
Der umgewandelte Gleichstrom wird dann in die Wechselrichterschaltung eingespeist. Die Wechselrichterschaltung arbeitet mit einem als PWM bezeichneten Steuerschema. In diesem Abschnitt werden die Wechselrichterschaltung und ihr Steuerschema im Detail beschrieben:
1. Inverterschaltungen
Die Pulsweitenmodulation wird häufig in Wechselrichterschaltungen verwendet. Abgekürzt als PWM (englisch: Pulse Width Modulation), steuert sie einen bestimmten Ausgang durch die Steuerung des EIN/AUS-Verhältnisses von Schaltern.
Diese Steuerung ermöglicht eine geringe Leistungsaufnahme und eine Miniaturisierung. In einer Wechselrichterschaltung kehrt sich die Richtung des durch die Last fließenden Stroms um, wenn der Schalter EIN/AUS geschaltet wird. Diese Technik, die sogenannte Schalttechnik, wird zur Erzeugung von Wechselstrom verwendet.
2. PWM
Eine PWM-Steuerungsmethode ist die Dreieckwellenvergleichsmethode. Beim Dreieckwellen-Vergleichsverfahren werden eine Sinuswelle (AC) mit der gewünschten Frequenz und eine hohe/niedrige dreieckförmige Welle, die als Träger bezeichnet wird, in einen Operationsverstärker eingegeben und miteinander verglichen.
Wenn die Sinuswelle größer als der Träger ist, wird das Schaltsteuersignal auf EIN geschaltet. Ist der Wert der Sinuswelle dagegen kleiner als der Träger, wird das Signal ausgeschaltet. Durch Wiederholung dieses Vergleichs kann das Schaltsteuersignal, die Pulswelle, ausgegeben werden.
Eine weitere Methode ist die VFM (variable Frequenzmodulation). Im Vergleich zur PWM arbeitet die VFM bei dieser Methode mit einem höheren Wirkungsgrad bei niedrigen Lasten.
3. RL-Einschwingverhalten
Das von einem Wechselrichter ausgegebene Impulssignal zeigt ein RL-Einschwingverhalten, wenn es an einen Induktionsmotor usw. weitergeleitet wird. Das RL-Einschwingverhalten ist das Verhalten einer Schaltung, die eine Reihenschaltung aus Widerstand und Induktivität enthält, bei der die an die Schaltung angelegte Spannung langsam in Bezug auf die Eingangsspannung ansteigt, bevor sie einen stationären Zustand (Eingangsspannung) erreicht.
Durch Anpassung der Schaltfrequenz unter Berücksichtigung des RL-Einschwingverhaltens ist es möglich, Induktionsmotoren usw. mit einem gleichmäßigen Wechselstrom zu versorgen.
Weitere Informationen zu 3-Phasen-Wechselrichtern
3-Phasen-Wechselstrom
Unter 3-Phasen-Wechselstrom versteht man drei Wechselströme mit gleichen Spannungswerten und unterschiedlichen Phasen von je 120°. Die Phasen sind leicht versetzt, so dass die Summe des Wechselstroms in jeder Phase gleich Null ist. Der Vorteil des 3-Phasen-Wechselstroms besteht darin, dass die Summe der Ströme, die nach der Einspeisung in die Last zur Stromversorgung zurückkehren, gleich Null ist, so dass bei 3-Phasen-Wechselstrom keine Rückleitung erforderlich ist.
3-Phasen-Wechselrichter wandeln 3-Phasen-Wechselstrom um, der aufgrund seines höheren Wirkungsgrads im Vergleich zu 1-Phasen-Wechselstrom und anderen Wechselstromarten für den Stromtransport in Stromleitungen verwendet wird.