Welche Lösungen gibt es für den Fehler in der Stromanzeige des Frequenzumrichters?

Beim Betrieb einer Frequenzumrichter oder Antrieb mit variabler Frequenz (VFD), Die genaue Anzeige von Stromwerten ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der Systemeffizienz und die Vermeidung von Fehlfunktionen. Fehler in der Stromanzeige können jedoch durch eine unsachgemäße Abtastung, ungenaue Messgeräte oder externe Faktoren entstehen. Nachfolgend finden Sie die wichtigsten Lösungen zur Behebung dieser Probleme:

1. Ändern der Einbaulage des Stromwandlers

Eine der Hauptursachen für Stromanzeigefehler ist die Einbaulage des Stromwandlers. Häufig wird empfohlen, den Abtastpunkt von der Eingangsseite des Wechselrichters auf die Ausgangsseite zu verlegen.

• Eingangs- vs. Ausgangsstromcharakteristik:
  Während der Eingangsstrom hochfrequente Oberschwingungen und gepulste Wellenformen enthält, ist der Ausgangsstrom eines variabler Frequenzumrichter ist dank der sinusförmigen Pulsweitenmodulation (SPWM) näher an einer Sinuswelle. Durch diese Ausrichtung werden Messabweichungen reduziert.
• Verbesserte Genauigkeit:
  Die Messung des Ausgangsstroms spiegelt die tatsächlichen Motorbedingungen besser wider und minimiert Fehler. Darüber hinaus können notwendige Anpassungen verbleibende Diskrepanzen, die durch harmonische Verzerrungen verursacht werden, ausgleichen.

2. Auswahl des Strommessers

Die Wahl des Strommessgeräts hat einen erheblichen Einfluss auf die Genauigkeit der Strommessung. Es sollten mehrere Faktoren berücksichtigt werden:

• Traditionelle vs. moderne Werkzeuge:
  Elektromagnetische Strommessgeräte werden für die Messung von Effektivstromwerten mit Oberwellenkomponenten empfohlen. Obwohl sie bei niedrigen Stromstärken weniger genau sind, sind sie kostengünstig.
• Anwendungen in der Praxis:
  Für den praktischen Einsatz, insbesondere nach der Verlegung des Transformators auf die Ausgangsseite, können 1T1-Dreheisenmessgeräte oder Instrumente auf Gleichrichterbasis (mit entsprechender Kompensation) verwendet werden. Ein gleichrichterbasiertes Strommessgerät 42L6-A 20/5 wurde beispielsweise erfolgreich in verschiedenen Anwendungen eingesetzt. Wechselrichter VFD

3. Lösungen für den inhärenten Fehler des Stromwandlers

Fehler, die auf den Stromwandler selbst zurückzuführen sind, können durch gezielte Anpassungen gemildert werden:

• Steigender Primärstrom:
  Durch Hinzufügen von Windungen zur Primärwicklung kann der Strom auf ein Niveau angehoben werden, bei dem Streufluss und Hystereseverluste minimiert werden. So kann beispielsweise ein 200/5-Stromwandler mit 13 Primärwindungen ein genaueres Messverhältnis (15,385/5) erreichen.

Aufrechterhaltung der Design-Konsistenz:
Durch die Anpassung der Primärwicklung wird das ursprüngliche Übersetzungsverhältnis des Transformators nicht verändert, so dass die Kompatibilität mit bestehenden Systemkonzepten gewährleistet ist. Diese Methode hat sich als wirksam erwiesen, um Oberschwingungsverzerrungen zu beseitigen und die langfristige Stabilität in Antrieb mit variabler Geschwindigkeit Anwendungen.

4. Lösungen für Stromfehler an Feldsteuerungsboxen

Übertragungsstrecke zwischen den variabler Frequenzumrichter Schaltschränke und Feldsteuergeräte können ebenfalls Fehler verursachen:

• Lokale Signalerfassung:
  Durch den Einbau eines zusätzlichen Stromwandlers in den Feldsteuerkasten können Übertragungsfehler reduziert werden. Wenn der Strom direkt von einer Phase des Hauptstromkreises abgenommen und auf einem Amperemeter des Typs 42L6 angezeigt wird, verbessert sich die Genauigkeit vor Ort erheblich.
• Optimierte Kabelnutzung:
  Die Verwendung geeigneter Kabel und die Minimierung des Abstands zwischen dem Transformator und dem Schaltkasten können die Zuverlässigkeit weiter erhöhen.

5. Die Lösung für die Stromanzeige im Hauptkontrollraum

Für Systeme, bei denen die Wechselrichter VFD in der Nähe der Motorlast, aber weit entfernt vom Kontrollraum befindet, ist die Übertragungsgenauigkeit entscheidend:

• Integrierte Lösungen:
  Auf der Ausgangsseite des Umrichters kann ein Stromwandler 200/5 mit 13 Primärwicklungen installiert werden. Zusätzlich wandelt ein integrierter Stromwandler BS4I den hochharmonischen Strom (0-5A) in ein 4-20mA Gleichstromsignal um und gewährleistet so die Kompatibilität mit Kontrollraumsystemen.
• Signaltrennung für Sicherheit:
  Ein 4-20-mA-Signaltrenner (z. B. RZG-2100) trennt Feld- und Kontrollraumsignale und schützt so die Computersysteme vor möglichen Störungen.

Schlussfolgerung

Behebung aktueller Anzeigefehler in Frequenzumrichter und Antriebe mit variabler Frequenz erfordert eine Kombination aus Hardwareanpassungen, geeigneter Instrumentierung und strategischer Probenahme. Durch die Implementierung der oben beschriebenen Lösungen können Unternehmen die Zuverlässigkeit und Messgenauigkeit ihrer Systeme verbessern und so den Weg für einen reibungsloseren Betrieb und eine bessere Systemleistung ebnen.

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