Frequenzumrichter vs. Hochfrequenzumrichter – welchen sollte ich bevorzugen?

In der Energieelektronik- und -umwandlungsbranche spielen Wechselrichter eine wichtige Rolle als Haupttreiber für die Stromumwandlung. Wechselrichter können Gleichstrom in Wechselstrom umwandeln, um den Bedarf mehrerer elektrischer Geräte und Systeme zu decken. Hochfrequenz-Wechselrichter und Leistungsfrequenz-Wechselrichter sind die beiden häufigsten Wechselrichtertypen. Jeder hat seine eigenen, unterschiedlichen Eigenschaften und Anwendungen. Welcher ist also vorzuziehen? 

Hier werden wir einen detaillierten Vergleich und eine Analyse dieser beiden Wechselrichter aus mehreren Szenarien und Perspektiven bereitstellen, um Netzfrequenz-Wechselrichter und Hochfrequenz-Wechselrichter besser zu verstehen und um zu bestimmen, welcher von beiden besser ist, um eine fundierte Entscheidung treffen zu können.

Leistungsfrequenzumrichter vs. Hochfrequenzumrichter

Bevor wir uns in den Vergleich vertiefen, ist es wichtig zu wissen, was diese Wechselrichter sind;

Was ist ein Frequenzumrichter?

Ein Frequenzumrichter ist im Allgemeinen ein Wechselrichter mit einer Ausgangsfrequenz von 50 Hz oder 60 Hz. Sein Funktionsprinzip besteht darin, Gleichstrom mithilfe einer internen Stromumwandlungsschaltung in Wechselstrom mit der gleichen Frequenz und Phase wie das Stromnetz umzuwandeln. 

Frequenzumrichter verwenden üblicherweise herkömmliche Materialien wie Transformatoren und Induktoren, um Spannung und Strom umzuwandeln. Daher sind diese Wechselrichter relativ groß, haben aber stabile Ausgangswellenformen, was sie ideal für Veranstaltungen mit hohen Anforderungen an die Stromqualität macht.

Was ist ein Hochfrequenzwechselrichter?

Hochfrequenz-Wechselrichter verwenden Hochfrequenz-Schaltsysteme, um Gleichstrom mit Hochfrequenzröhren wie MOSFETs in Hochfrequenz umzuwandeln. Anschließend wandeln sie die Hochfrequenzimpulse mit Hochfrequenz-Filterschaltungen und Transformatoren in stabilen Wechselstrom um.

Die Ausgangsfrequenz eines Hochfrequenz-Wechselrichters ist viel höher als die Netzfrequenz und liegt normalerweise zwischen einigen Kilohertz und zehn Kilohertz. Durch den Einsatz der Hochfrequenz-Schalttechnologie haben Hochfrequenz-Wechselrichter die Vorteile einer kompakten Größe, eines hohen Wirkungsgrads und eines geringen Gewichts, haben aber auch den Nachteil einer schlechten Ausgangswellenformqualität. 

Nachdem Sie nun über die Funktionsweise von Frequenzumrichter und Hochfrequenzumrichter Bescheid wissen, vergleichen Sie diese. 

• Effizienz 

Hochfrequenz-Wechselrichter sind in der Regel effizienter bei der Umwandlung von Strom und halten gleichzeitig eine konstante Last für geringere Lasten aufrecht, was wichtig ist, wenn Sie in abgelegenen Regionen auf Batteriestrom angewiesen sind. Sie können jedoch mit starken Lastspitzen oder Stromspitzen zu kämpfen haben.

Hochfrequenz-Wechselrichter verbrauchen bei Nulllast weniger Strom aus der Batterie als Frequenzumrichter. Frequenzumrichter sind am besten geeignet, da sie robust sind und hohe Stoßströme aushalten können. Daher eignen sie sich am besten für die Stromversorgung von Hochleistungsgetrieben und -geräten mit hohen Ausgangsströmen, wie Kompressoren und Motoren. 

Die Nennleistung eines Hochfrequenz-Wechselrichters entspricht der von ihm gesendeten Wattzahl, während dies bei Frequenzumrichtern nicht der Fall ist. Beispielsweise entspricht ein Hochfrequenz-Wechselrichter mit 3000 W 3000 V, ein Frequenzumrichter mit 3000 VA jedoch 2400 W. 

• Gewicht 

Wechselrichter mit hoher Frequenz sind aufgrund ihres Farbverbrauchs und der größeren Transformatoren typischerweise schwerer als Hochfrequenz-Wechselrichter. 

Hochfrequenz-Wechselrichter hingegen können mit einem deutlich kleineren und leichteren Transformator die gleiche Leistung bei hoher Frequenz bereitstellen. Dadurch ist der Hochfrequenz-Wechselrichter leichter als der Netzfrequenz-Wechselrichter.

• Spitzenleistungskapazität 

Frequenzumrichter sind so konstruiert, dass sie über längere Zeiträume mit höheren Leistungsspitzen zurechtkommen. Diese Leistungsspitzen können aus verschiedenen Gründen auftreten, beispielsweise bei Geräten wie Pumpen, Staubsaugern und anderen Geräten mit Elektromotoren, die eine hohe Startleistung benötigen. Wenn Wechselrichter mit solchen Spitzen konfrontiert werden, können sie die plötzliche Leistungssteigerung für einen kürzeren Zeitraum aushalten, bevor sie herunterschalten, um Schäden zu vermeiden. 

Niederfrequenz-Wechselrichter verfügen über eine viel bessere Spitzenleistungskapazität, um große Lasten mit Leistungsspitzen zu bewältigen, als Hochfrequenz-Wechselrichter. Tatsächlich können Niederfrequenz-Wechselrichter mehrere Sekunden lang auf Spitzenleistung arbeiten, die etwa 200 % ihrer Nennleistung beträgt.

Hochfrequenz-Wechselrichter können für den Bruchteil einer Sekunde mit 150 % Leistung arbeiten. 

• Zuverlässigkeit und Wartbarkeit

Weil Wechselrichter mit variabler Frequenz relativ einfache Schaltungsstrukturen oder herkömmliche Materialien verwenden, ist ihre Zuverlässigkeit normalerweise hoch und die Wartungskosten niedrig. Da Hochfrequenzkomponenten fortschrittliche und neue Komponenten wie komplexe Steuerschaltungen und Hochfrequenzschaltröhren verwenden, kann ihre Zuverlässigkeit bis zu einem gewissen Grad beeinträchtigt werden und die Wartungskosten sind hoch. 

Durch neue Fortschritte und kontinuierliche Verbesserungen modernster Materialien werden die Zuverlässigkeit und Wartungsfreundlichkeit von Hochfrequenz-Wechselrichtern jedoch immer weiter optimiert. 

• Anwendungen

Frequenzumrichter eignen sich perfekt für netzunabhängige Systeme, bei denen mit hohen Stromlasten oder extremen Bedingungen zu rechnen ist, wie z. B. in industriellen Anwendungen oder abgelegenen Regionen mit extremen Umgebungsbedingungen. Sie werden hauptsächlich in Anwendungen eingesetzt, die eine hohe Stromqualität erfordern, wie z. B. Rechenzentren, Präzisionsinstrumente, stationäre Kraftwerke, medizinische Bereiche oder einige andere Sektoren. 

Hochfrequenz-Wechselrichter hingegen eignen sich am besten für netzunabhängige Systeme mit geringerer Belastung und stabileren Betriebsbedingungen, wie z. B. Anwendungen im Haushalt mit geringer Belastung oder kleine netzunabhängige Installationen. Diese Wechselrichter werden hauptsächlich in Anwendungen mit hohem Volumen- oder Gewichtsbedarf eingesetzt, wie z. B. in der Luft- und Raumfahrt, bei mobilen Stromversorgungen, Elektrofahrzeugen oder in anderen Bereichen. 

Frequenzumrichter vs. Hochfrequenz-Wechselrichter – Welchen sollte ich bevorzugen?

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Netzfrequenzumrichter und Hochfrequenzumrichter jeweils Vor- und Nachteile haben und sich für unterschiedliche Anwendungsszenarien perfekt eignen. Bei der Auswahl eines Wechselrichters sollten je nach bestimmten Anforderungen und Szenarien detaillierte Überlegungen angestellt werden.

Wenn Sie einen Wechselrichter für stationäre Kraftwerke, Präzisionsinstrumente oder andere verwandte Bereiche suchen, sollten Sie sich für Wechselrichter mit Leistungsfrequenz entscheiden. Für Anwendungen mit hohem Volumen und Gewicht, wie sie in der Luft- und Raumfahrt, bei Elektrofahrzeugen und bei mobilen Stromversorgungen erforderlich sind, ist jedoch ein Hochfrequenz-Wechselrichter am besten geeignet.

Dank der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Technologie und der kontinuierlichen Verbesserung neuer Materialien werden zukünftige Wechselrichter kompakter, zuverlässiger, effizienter und intelligenter. Wählen Sie also den Wechselrichter, der Ihren Anforderungen entspricht.

Fazit

Kurz gesagt haben sowohl Netzfrequenz- als auch Hochfrequenz-Wechselrichter Vorteile und Einsatzmöglichkeiten. Wählen Sie daher entsprechend Ihren Anforderungen. Darüber hinaus ist die Beschaffung eines Wechselrichters von einem zuverlässigen Hersteller entscheidend, um optimale Ergebnisse und eine längere Lebensdauer zu erzielen. Wir empfehlen Innotinum, das hochmoderne und kostengünstige Energiespeicherlösungen für Privathaushalte anbietet, um zu nachhaltigerer und sauberer Energie beizutragen.