Vom ölgekühlten Schwergewicht mit fünf Verstellmöglichkeiten hin zum vollelektronischen Frequenzumrichter mit LC-Display, der neben unzähligen applikationsspezifischen Funktionen teils noch die Aufgaben einer SPS übernimmt und den betriebenen Motor auf Wicklungsfehler oder Vibration überwachen kann: Ein langer Weg voller bahnbrechender neuer Ideen für die Drehzahlregler VLT alias Velotrol alias Velocity Control und ihre Geschwister aus der Vacon-Familie.
Alles begann vor fünf Jahrzehnten
Bereits 1968 stellte Danfoss einen in Serie gefertigten Frequenzumrichter vor. Damit hielt die stufenlose und verlustarme Drehzahlregelung von Drehstromasynchronmotoren Einzug in die Antriebstechnik. Die ersten Geräte nutzten Thyristoren für die Wechselrichter und steuerten sie mit Puls-Amplituden-Modulation an. Ein Ölbad kühlte die Leistungselektronik, was die Geräte groß, schwer und unhandlich machte. Dafür war die Inbetriebnahme dank Hartverdrahtung sehr einfach: Drahtbrücken legten die Motordaten fest und nur fünf Potenziometer dienten zur Anpassung des Motors an die Anlage.
Bereits ab Mitte/Ende der Achtzigerjahre wird die Sache digitaler: Stetig steigende Anforderungen aus der Industrie sorgten für eine immer schnellere Entwicklung bei den Frequenzumrichtern. Die Lösungen sollten flexibel, intelligent und kosteneffektiv sein. Ende der Achtzigerjahre erfüllten die ersten digitalen Umrichterserien diese Anforderungen. Auslöser war die Verfügbarkeit erster Mikroprozessoren, die entsprechende Funktionen zu vertretbaren Kosten bereitstellen konnten. Danfoss präsentierte 1989 den VLT 3000 als digitale Gerätereihe mit integrierten Rampenfunktionen, acht digitalen Steuereingängen und vor allem einer durchgängigen Bedienoberfläche für den gesamten Leistungsbereich von damals 0,75 bis 250 kW.
In den 90ern kommen vor allem Kommunikationserweiterungen in Form der Buskommunikation hinzu, generell prägt diese Dekade eine starke Beschleunigung der Anwendungsmöglichkeiten durch die Mikroelektronik, die in die Geräte Einzug hält. Seitdem wurden anwendungsspezifische Baureihen wie der Aqua-Drive, HVAC-Drive und Refrigeration-Drive dem Automation-Drive an die Seite gestellt und der Leistungsbereich wuchs auf 1,4 MW bei den VLT sowie 5,3 MW bei den Niederspannungsumrichtern von Vacon an. Hinzu kommen seit 2017 auch Mittelspannungsumrichter mit bis zu 6 MW.
Kein Entwicklungsende in Sicht
Als reiner Frequenzumrichterhersteller treibt Danfoss seit 50 Jahren die Entwicklung dieser Gerätegattung voran. Das reicht von der Integrated Motion Control, die in Positionier- und Synchronisierungsanwendungen eine Vielzahl an komplexen Servolösungen durch Standard-Frequenzumrichtertechnik ersetzt bis hin zu intelligenten Funktionen wie die automatische Motoranpassung oder der automatische Energieoptimierung. All diese Funktionen setzen Standards am Markt.
Dazu kommen innovative Ansätze wie die hybride Antriebstechnik beispielsweise in Schiffen oder mobilen Arbeitsmaschinen. Hybridisierung ermöglicht die Optimierung der Leistung von Generatoren und Maschinen in Haupt- und Nebenanwendungen und schafft so sehr energieeffiziente Systeme. Gerade Technologien und Trends wie Hybridisierung und Industrie 4.0 versprechen auch künftig sowohl große Sprünge der Antriebstechnologie und -Effizienz als auch der Wirtschaftlichkeit von Lösungen.
„Die Möglichkeiten der Antriebstechnik sind noch lange nicht ausgeschöpft, sie hat weiterhin ein sehr großes Entwicklungspotenzial.“, so Hannes Leichtfried, Senior Director Sales Marketing & Service bei Danfoss Drives Deutschland. „Auch wenn der Gleichstrommotor 140 Jahre alt ist und der Frequenzumrichter 50 – wir werden hier in den kommenden Jahren noch viel Neues sehen an intelligenten Funktionen durch Nutzung der Motor- und Anlagendaten und deren Einbindung in Industrie 4.0.
