Bremswiderstand  (531 Angebote unter 28.114.282 Artikeln)Zum Expertenwissen

Bremswiderstand und Frequenzumrichter

Wechselstrommotoren und Drehstrommotoren werden häufig in ihrer Drehzahl über einen sogenannten Frequenzumrichter geregelt. Bei dieser Art von Motoren wird also quasi über die Frequenz der speisenden Wechselspannung eine Drehzahleinstellung erreicht. Da das Stromnetz mit einer festen Frequenz arbeitet, ist hierfür eine Einrichtung erforderlich, welche diese Frequenz variabel macht. Hierbei handelt es sich um den Frequenzumrichter. Eine Änderung der Frequenz bewirkt auch eine Drehzahländerung des Motors. Der Frequenzumrichter macht praktisch die Ausgangsfrequenz unabhängig von der Netzfrequenz. Wird nun der Motor in seiner Drehzahl heruntergefahren, so arbeitet er im sogenannten generatorischen Betrieb. Statt Strom aufzunehmen, erzeugt er diesen. Nun gibt es prinzipiell zwei Möglichkeiten, diesen Strom abzuführen. Die erste Möglichkeit besteht darin, ihn durch eine Rückspeisung ins Stromnetz zu verwenden. Diese ist aber nicht immer wirtschaftlich sinnvoll oder möglich, da zum einen das Stromnetz in der Lage sein muss, diese Energie aufzunehmen. Auf der anderen Seite ist eine Rückspeisung dieser Energie in das Stromnetz technisch sehr aufwendig. Die zweite Möglichkeit der Energieabführung besteht darin, diese in einem Bremswiderstand in Wärme umzuwandeln. Dieser Widerstand nimmt die vom Motor im generatorischen Betrieb abgegebene Energie auf und wandelt sie in Wärme um. Gesteuert wird die Zuschaltung vom Bremswiderstand meistens über einen elektronischen Schalter, der im Frequenzumrichter eingebaut ist. Die Verwendung eines solchen Widerstandes ist notwendig, um elektronische Komponenten bzw. Bauteile in der Steuerschaltung des Motors vor einer Überlastung durch die im Motor entstehenden hohen Spannungen zu schützen.

Anwendungsbereiche von Bremswiderständen

Bremswiderstände kommen in unterschiedlichen elektrisch betriebenen Geräten und Fahrzeugen zum Einsatz. Hierzu gehören beispielsweise Hub- und Fahrwerke, Aufzugsantriebe, Fördergeräte und viele weitere. Prinzipiell können Bremswiderstände überall dort notwendig sein, wo schnelle Drehzahländerungen von Elektromotoren erforderlich sind und die überschüssige Energie nicht durch mechanische Bremsvorgänge des Motors aufgebraucht bzw. abgeführt werden kann.

Bauformen und Eigenschaften von Bremswiderständen

Bei Bremswiderständen handelt es sich um Hochlastwiderstände, welche hohe Spannungen und Ströme aufnehmen müssen. Sie erzeugen je nach Bauart und Leistung sehr hohe Temperaturen, wodurch eine Kühlung der Bauteile unbedingt notwendig ist. Deshalb werden sie meistens in einem Metallgehäuse eingesetzt. Es wird zwischen verschiedenen Formen der Bauteile unterschieden.

• Häufig eingesetzt werden beispielsweise Drahtwiderstände, die aus einer Drahtwicklung bestehen, welche auf einem Keramikrohr aufgebracht wurde. Diese Bauteile besitzen ein großes Energiespeichervermögen und kurzfristig hoch belastbar.
• Sogenannte Stahlgitterwiderstände besitzen eine sehr große Oberfläche und eine dadurch bedingte gute Wärmeabgabe. Sie werden vorzugsweise dort eingesetzt, wo große Leistungen und lange Einschaltdauern der Bauteile notwendig sind.
• Gusswiderstände besitzen ebenfalls ein großes Energiespeichervermögen und werden hauptsächlich für den Kurzzeitbetrieb mit einer kurzen Einschaltdauer eingesetzt.

Die Wärmeentwicklung der Widerstände

Aufgrund der Tatsache, dass Bremswiderstände die im generatorischen Betrieb von Elektromotoren entstehende Energie in Wärme umwandeln, können die Bauteile äußerst hohe Temperaturen erreichen. Deshalb ist es sehr wichtig, die Gehäuse der Bremswiderstände vor einer unbeabsichtigten Berührung zu schützen, da hier eine sehr hohe Verbrennungsgefahr besteht. Außerdem dürfen sich oberhalb oder in unmittelbarer Nähe der Bauteile keine wärmeempfindlichen oder gar brennbaren Teile befinden. Abhängig vom Einbauort kann ein zusätzlicher Berührungsschutz zur Einhaltung der Schutzart notwendig sein. Dabei kann es sich beispielsweise um einen Gitterrost handeln. Weiterhin ist darauf zu achten, dass ein unbeabsichtigtes Berühren spannungsführender Teile unbedingt verhindert werden muss.