LN-AU-010049
Frequenzumrichter-Antriebe: Grundlagen und Optimierung praxisnah erleben
Moderne Frequenzumrichter steuern Industrieantriebe energieeffizient: Die Lernenden erarbeiten den Aufbau und die Funktion didaktisch für professionelle Inbetriebnahme und Fehlersuche.

Moderne Frequenzumrichter sind das Herzstück der Automatisierung: Sie ermöglichen die energieeffiziente und dynamische Steuerung von Standard-Drehstrommotoren. Ein tiefes Verständnis des inneren Aufbaus aus Gleichrichter, Zwischenkreis und Wechselrichter sowie der verschiedenen Steuerverfahren ist die Voraussetzung für eine professionelle Inbetriebnahme und Fehlersuche.

Dieses Trainingssystem vermittelt diese Kompetenzen umfassend. Es verwendet keinen industriellen
Umrichter als „Black Box“, sondern lässt den Aufbau und die Funktion schrittweise an einem universellen,
didaktischen Umrichter erarbeiten. So verstehen Ihre Lernenden die leistungselektronischen Grundlagen
moderner Antriebsregler von Grund auf. Sie analysieren und vergleichen alle industrieüblichen
Steuerverfahren und erlernen fortgeschrittene Optimierungs- und Antriebstechniken.

Der universelle IGBT-Umrichter agiert als flexible Lernplattform mit integrierter DSP-Steuerung und
Messtechnik, die Sie per PC-Software konfigurieren. Dadurch fungiert dasselbe Gerät als Gleichstromsteller, Wechselrichter oder kompletter Frequenzumrichter und lehrt so die fundamentalen Prinzipien der Leistungselektronik. Eine integrierte, hochauflösende Messwerterfassung für alle Ausgangsströme und -spannungen ermöglicht eine tiefgehende Untersuchung der zugrundeliegenden Leistungselektronik.

Lernende wählen verschiedene Modulationsverfahren aus und verändern deren Parameter, wie zum Beispiel die Taktfrequenz. Diese Kombination erlaubt es ihnen, die direkten Auswirkungen der Einstellungen auf die elektrischen Ausgangsgrößen in Echtzeit zu visualisieren und zu analysieren. Sie verstehen, wie aus einer Gleichspannung durch schnelle Schalthandlungen (Pulsweitenmodulation) ein variables Drehstromsystem entsteht und wie sich dies auf die Stromwelligkeit und die Motorgeräusche auswirkt – eine Kernkompetenz zur Beurteilung und Optimierung von Stromrichterschaltungen.

Lernziele im Detail

Mit diesem System erwerben Ihre Lernenden umfassende Kompetenzen. Sie analysieren Aufbau und
Funktion von Frequenzumrichtern, wenden Steuerverfahren an, optimieren Antriebe gezielt und verstehen
den generatorischen Betrieb. Zudem erarbeiten sie sich die Grundlagen der EMV-Maßnahmen in der
Antriebstechnik.

Sprungantworten und Systemanalyse

Untersuchung des Systemverhaltens durch experimentelle Daten und Diagramme.

Stromlaufpläne lesen und anwenden

Lernende lesen, verstehen und setzen komplexe Schaltpläne für Steuer- und Laststromkreise in eine
funktionierende Hardware-Schaltung um.

Systematische Fehlersuche durchführen

Lernende identifizieren anhand eines Stromlaufplans durch logisches Vorgehen und gezielte Messungen
Fehler in Schützsteuerungen schnell und effizient.

Sicherheitsbewusstes Arbeiten

Anwenden von DGUV-konformen Schutzmaßnahmen bei Arbeiten an spannungsführenden HV-Systemen.

Schaltungen risikofrei im Simulator entwerfen und testen

Lernende nutzen den integrierten Schaltungssimulator, um Schaltungen per Drag & Drop schnell und einfach
zu entwerfen, deren Funktion zu verstehen und Spannungen sowie Ströme virtuell aufzuzeichnen.

Schnelle und systematische Fehlersuche beherrschen

Lernende erlernen die schnelle und systematische Fehlersuche, eine der wichtigsten Fähigkeiten von
Fachkräften in der betrieblichen Praxis, insbesondere durch die integrierte Fehlersimulation.

Schutzorgane fachgerecht integrieren

Lernende integrieren einen Motorschutzschalter und einen Not-Aus-Schalter fachgerecht in eine Steuerung
und testen deren Schutzfunktion praktisch.

Schwingungsdaten erfassen und analysieren

Lernende montieren Schwingungssensoren korrekt. Sie parametrieren die Diagnose-Software (VES004) und zeichnen Schwingungsdaten systematisch auf und speichern diese.

Regelstrecken analysieren

Untersuchung statischer und dynamischer Kennwerte durch Messungen und Experimente.

Regelverhalten analysieren

Die Lernenden verstehen die Funktion der virtuellen Fahrspur und die Auswirkungen unterschiedlicher Lenkeinstellungen.

Regler entwerfen und optimieren

Anwendung von PID-Reglern und deren Parametrierung nach etablierten Einstellregeln.

Praktische Wellenausrichtung durchführen

Lernende verstehen die Auswirkungen von Fehlausrichtungen. Sie führen die mechanische Justage eines Antriebsstrangs selbstständig und präzise durch.

Praxisbezogene Lösungen für Industrieprojekte erarbeiten

Lernende erarbeiten Schaltungen nicht isoliert, sondern als funktionale Lösungen für Teilsysteme von
Anlagen, was den Praxisbezug und die Motivation deutlich erhöht.

Prüfverfahren anwenden

Durchführung von Spannungs-, Isolations- und Potenzialausgleichsmessungen.

Rechtliche Rahmenbedingungen

Die Schülerinnen, Schüler und Auszubildenden lernen die gesetzlichen Vorgaben und Haftungsfragen im Zusammenhang mit Fahrerassistenzsystemen kennen.

Klassische Regelungstechniken

Anwendung und Optimierung von Standardreglern zur Positions- und Winkelregelung.

Lagerschäden mit dem Lager-Assistenten diagnostizieren

Lernende nutzen den integrierten Lager-Assistenten der Software VES004. Dieser berechnet automatisch die typischen Fehlerfrequenzen für Wälzlager und vereinfacht die Diagnose von Lagerschäden erheblich.

Modellentwicklung in MATLAB-Simulink

Erstellen physikalischer Modelle und Simulationen für komplexe Regelstrecken.

Praktische Anwendung

Die Lernenden führen Experimente zur Inbetriebnahme, Kalibrierung und Diagnose des Fahrspurassistenten durch.

 

Praktische Applikationen

Simulation und Übertragung der Konzepte auf reale Szenarien wie Segway PT oder Containerbrücken.

Geschlossene Regelkreise evaluieren

Führungs- und Störverhalten beurteilen und optimieren.

Grundlagen der Regelungstechnik verstehen

Unterscheidung zwischen Steuerung und Regelung sowie deren Prinzipien.

Grundschaltungen der Motorsteuerung aufbauen

Lernende planen, verdrahten und nehmen eine Selbsthalteschaltung, eine Wendeschützschaltung und einen
Stern-Dreieck-Anlauf sowohl in der Simulation als auch mit Hardware in Betrieb.

Instandsetzungsarbeiten

Tausch von defekten Zellen und Überwachungselektronik.

Kenntnisse über HV-Batteriesysteme

Lernen Sie den Aufbau und die Funktion von Hochvoltbatterien sowie deren Komponenten kennen.

Aufschwungregelung

Realisierung eines Reglers zur Stabilisierung des Pendelstabs aus der Ruheposition.

Auswirkungen mechanischer Fehler live untersuchen

Lernende erzeugen reproduzierbar typische Industriefehler wie Ausrichtfehler, Unwuchten sowie defekte Lager und Zahnräder. Sie untersuchen deren Auswirkungen live und entwickeln ein tiefes Verständnis für die Fehlerentstehung.

Echtzeit-Regelung

Einsatz von MATLAB-Simulink für die Parametrierung und Steuerung von Reglern in Echtzeitanwendungen.

Effiziente Problemlösung

Systematische Fehlersuche und -behebung in Hochvoltbatterien.

Fehleridentifikation durch Frequenzanalyse beherrschen

Lernende identifizieren spezifische Fehlerbilder wie Unwucht, Ausrichtfehler, Lager- und Getriebeschaden. Sie nutzen dabei deren charakteristische Frequenzsignaturen im FFT-Spektrum sicher.

Features & Anwendung

Dieses System bereitet Ihre Lernenden optimal auf reale Herausforderungen vor. Sie trainieren die Drehzahlregelung von Industrieantrieben, optimieren die Energieeffizienz in Pumpen- und Lüfteranwendungen und lernen die Inbetriebnahme, Optimierung sowie Wartung von Frequenzumrichtern kennen.
Analyse des Frequenzumrichter-Aufbaus
Lernende bauen den Frequenzumrichter schrittweise selbst auf und verstehen die fundamentalen Baugruppen wie Gleichrichter, Zwischenkreis und Wechselrichter.
Vergleich von Steuerverfahren
Teilnehmende untersuchen und vergleichen die U/f-, U/f²- und Vektorregelung, um deren spezifische Anwendungen und Auswirkungen zu verstehen.
Optimierung fortgeschrittener Antriebstechniken
Lernende wenden Techniken wie Umin-Anhebung, Schlupfkompensation und 87-Hertz-Technik an, um Antriebe gezielt zu optimieren.
Drehzahlregelung von Industrieantrieben
Lernende üben die präzise Steuerung der Drehzahl in industriellen Anwendungen, um Produktionsprozesse zu optimieren und Energie zu sparen.
Energieeffizienz in Pumpen- und Lüfteranwendungen
Teilnehmende analysieren, wie Frequenzumrichter die Energieeffizienz von Pumpen und Lüftern verbessern und somit Betriebskosten senken.
Inbetriebnahme und Wartung von Frequenzumrichtern
Personen in der Qualifizierung erlernen die korrekte Inbetriebnahme, Optimierung und Wartung von Frequenzumrichtern in der Praxis.
Verständnis des generatorischen Betriebs
Personen in der Qualifizierung analysieren die Entstehung generatorischer Energie beim Bremsen und die Funktion eines Brems-Choppers.
Analyse von Modulationsverfahren und Taktfrequenzen
Lernende wählen verschiedene Modulationsverfahren aus und verändern die Taktfrequenz, um deren Auswirkungen auf die elektrischen Ausgangsgrößen zu analysieren.

Lieferumfang: alles für das perfekte Lehr- und Lernerlebnis

Art.-Nr.: CO3636-6X
Servo-Maschinenprüfsystem für 0,3kW Maschine inkl. Software ActiveServo (D, GB,
Art.-Nr.: SE2662-2A
Kupplungsmanschette 0,3kW
Art.-Nr.: SE2662-7C
Kupplungsabdeckung 0,3kW mit LED-Statusanzeige
Placeholder
Art.-Nr.: LN-AU-550001
Servo-Maschinenprüfsystem für 0,3kW Maschine inkl. Software ActiveServo (D, GB,
Art.-Nr.: SO5148-1L
Sicherheitsmessleitungssatz 4mm (31 Stück)
Art.-Nr.: SO5126-3R
Sicherheitsverbindungsstecker schwarz 4mm mit Anzapfung, 1000V/32A CAT II
Art.-Nr.: SO5126-3V
Sicherheitsverbindungsstecker blau 4mm mit Anzapfung, 1000V/32A CAT II
Art.-Nr.: SO5126-3W
Sicherheitsverbindungsstecker gn/ge 4mm mit Anzapfung, 1000V/32A CAT II
Placeholder
Art.-Nr.: LN-AU-550002
Sicherheits Messleitungssatz mit Sicherheitssteckverbindern
Art.-Nr.: CO5127-2A
Power-Multimeter
Art.-Nr.: CO3636-3E
3-Phasen Trenntransformator 300VA
Art.-Nr.: ST8000-5B
Display zur Ausstattung Didaktische Antriebe
Art.-Nr.: CO3636-3B
Selbstgeführte Stromrichter
Art.-Nr.: SE2683-1H
Drehstrom-Asynchron Motor 0,37kW (230V/400V)
Art.-Nr.: SO2805-1L
Interactive Lab Assistant: Frequenzumrichterantriebe 0,3 kW
Placeholder
Art.-Nr.: LN-AU-550005
Basisset EPE410PT-300W Frequenzumrichter-Antriebe
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  • Rückfragen können jederzeit unter Angabe der RMA-Nummer erfolgen. Rufnummer +49 2273 567 4224 oder per E-Mail unter service@lucas-nuelle.de

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