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Antriebstechnik

Leistungselektronik macht drehzahlgeregelten Antrieben Beine

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Leistungselektronik ebnet Marktführerschaft bei Frequenzumrichtern

Ab Mitte der 60er-Jahre des 20. Jahrhunderts brach eine neue Ära an und es zeigte sich deutlich, welchen Einfluss die Entwicklungen in der Leistungselektronik auf die elektrische Antriebstechnik hatten. Sowohl BBC als auch Strömberg (der zukünftige ABB-Geschäftsbereich Drives) und später auch ASEA erkannten schnell, welches Potenzial in der Entwicklung und Nutzung leistungselektronischer Komponenten steckte. So wurde mit der Einführung von Thyristoren die Zwangskommutierung mit Wechselrichtern möglich, um Antriebe zu entwickeln, bei denen sich die Drehzahl über die Frequenz regeln ließ. Bis dahin war das nur über polumschaltbare Wicklungen oder Verändern der Ständerfrequenz möglich. Damit breitete sich der regelbare Asynchronmotor immer weiter auf Anwendungsgebiete aus, die bis zu diesem Zeitpunkt Gleichstrommotoren nutzten, weil sie sich einfacher regeln ließen.

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Zahlen und Fakten
Wie ABB und ihre Vorgänger als Pioniere die Welt von heute mitgestaltet haben
  • 1893: ASEA baut das erste kommerzielle Dreiphasen-Wechselstromsystem in Schweden.
  • 1893: BBC liefert Generatoren an das erste für Wechselstrom konzipierte thermische Großkraftwerk Europas in Frankfurt/Main.
  • 1900: BBC wird zur Aktiengesellschaft und gründet sein erstes Tochterunternehmen in Deutschland.
  • 1923: BBC baut den ersten Abgasturbolader für Dieselmotoren in Schiffen und Lokomotiven.
  • 1939: BBC realisiert die erste Hochspannungs-Gleichstromübertragung (HGÜ).
  • 1953: ASEA stellt mit einer Quintus-Presse erstmals Industriediamanten her.
  • 1968: ASEA baut Reaktoren für Kernkraftwerke.
  • 1969: BBC entwickelt den ersten getriebelosen Zementmühlenantrieb.
  • 1971: BBC baut den leistungsfähigsten Transformator der Welt mit 1300 MVA.
  • 1974: ASEA stellt seinen elektrisch angetriebenen Industrieroboter vor – den zweiten Industrieroboter überhaupt.
  • 1988: Fusion von ASEA und BBC zu ABB: Das neue Unternehmen hatte einen jährlichen Umsatz von 17 Mrd. US-Dollar und 160.000 Beschäftigte.
  • 1991: ABB entwickelt den weltweit ersten Thyristorschalter für die steuerbare Serienkompensation.
  • 2012: ABB stellt den ersten und bisher einzigen Leistungsschalter für HGÜ vor.
  • 2013: ABB kann seinen Umsatz um 6 % im Vergleich zum Vorjahr auf 41,8 Mrd. US-Dollar steigern und beschäftigt 147.700 Mitarbeiter. Den größten Anteil am Unsatz haben die Divisionen Industrieautomation und Antriebe sowie Energietechnikprodukte.

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Einen Meilenstein präsentierten 1964 zwei BBC-Ingenieure: Sie stellten erstmals ein Verfahren zur Pulsweitenmodulation (PWM) vor – das heute meistverbreitete Verfahren zum Erzeugen einer Dreiphasenspannung mit entsprechener Frequenz. Hierbei wird die volle Zwischenkreisspannung über leistungselektronische Bauteile ein- und ausgeschaltet. Das Tastverhältnis zwischen Ein- und Ausschaltzeit ist variabel und bewirkt eine einstellbare Spannungszeitfläche innerhalb des Taktintervalls. Dieses Prinzip ermöglichte es, die Zwischenkreis-Gleichspannung des Wechselrichters in ein getaktetes Drehspannungssystem mit variabler Frequenz und variablem Effektivwert der Spannung zu erzeugen. Bis diese Technik allerdings marktreif war, dauert es: Erst 1973 lieferte BBC die ersten Frequenzumrichter mit diesem Verfahren aus. Als Regelungsverfahren verwendete man die U/f-Steuerung.

Pioniere bei der Drehzahlregelung von AC-Motoren

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Über den Autor

 Stefanie Michel

Stefanie Michel

Journalist, MM MaschinenMarkt