Was versteht man unter einem Wechselrichter?

Ein Wechselrichter ist ein elektrisches Gerät. Wechselrichter sind auch als Inverter bekannt. Sie wandeln einen Gleichstrom in Wechselstrom um. Handelsübliche Wechselrichter sind für die gängige einphasige Spannung und dreiphasigen Strom erhältlich. Moderne Wechselrichter erreichen einen Wirkungsgrad von fast hundert Prozent.

Wechselrichter kommen immer dann zum Einsatz, wenn eine Gleich- in Wechselspannung umgewandelt werden muss. Zu den bekanntesten Anwendungsgebieten von Wechselrichtern gehören Solarwechselrichter für Solaranlagen, USVs und Zigarettenanzünder in Fahrzeugen.

Man unterscheidet Wechselrichter in selbstgeführte und fremdgeführte elektrische Geräte für die Spannungsumwandlung. Selbstgeführte Wechselrichter arbeiten mit selbst abschaltbaren Ventilen und sind in der Lage, unabhängig vom Stromnetz zu agieren. Fremdgeführte Wechselrichter hingegen sind nicht mit solchen Ventilen ausgestattet und können nur Gleichstrom in Wechselstrom umwandeln – die umgekehrte Variante ist nicht möglich.

Anwendungsbeispiel:

Wechselrichter für Solaranlagen gehören zu den fremdgeführten Wechselrichtern. Sie werden auch als Solarwechselrichter bezeichnet und sind eine Komponente der Solaranlage. Die Eingangsseite bietet Platz für einen Gleichstromsteller. Der Mikroprozessor wird von einem Tracker gesteuert. Auf der Ausgangsseite des Solarwechselrichters befindet sich der ein- oder auch dreiphasige Wechselrichter. Zu den bekannten Anwendungsgebieten gehören weiterhin unterbrechungsfreie Stromversorgungssysteme (USV), die als selbstgeführte und nicht vom Netz abhängige Geräte in Krankenhäusern oder Rechenzentren den Betrieb gegen Stromausfälle absichern.

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Wechselrichter

Als Wechselrichter wird ein elektrisches Gerät bezeichnet, das Gleich- in Wechselspannung umwandelt. Wechselrichter sind auch als Inverter bekannt und erreichen einen Wirkungsgrad von beinahe einhundert Prozent. Zu den bekanntesten Anwendungsgebieten zählen Solarwechselrichter.

Ein Wechselrichter wird überall dort benötigt, wo Gleichspannung anliegt, aber Wechselspannung benötigt wird. Es gibt selbst geführte und fremd geführte Wechselrichter. Die selbst geführten Wechselrichter eignen sich zum Aufbau eines Inselnetzes und versorgen Geräte mit der benötigten Wechselspannung. Bei fremd geführten Wechselrichtern handelt es sich um elektrische Geräte mit Ventilen ohne eigenständige Abschaltung.

Zu jeder modernen Solaranlage gehört ein Solarwechselrichter. Dieser Wechselrichter wandelt die Gleichspannung, die vom Solarmodul erzeugt wurde, in die vom Stromversorgungsnetz benötigte Wechselspannung um. Zu den bekanntesten Anwendungen für Wechselrichter zählen zudem USVs, die als unterbrechungsfreie Stromversorgung Störungen bei der Stromversorgung überbrückt. Eine USV kommt unter Anderem in Krankenhäusern zum Einsatz und sorgt für den lückenlosen Betrieb von Rechenzentren. Im Auto sind Wechselrichter als Zigarettenanzünder oder Festanschluss zu finden.

Wechselrichter werden mechanisch oder elektronisch umgesetzt. Sie eignen sich zur Erzeugung des einphasigen Wechselstroms und kommen auch zur Bereitstellung von Drehstrom zum Einsatz. Moderne Wechselrichter werden aus Siliziumkarbit hergestellt.

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Fremdgeführte Wechselrichter

Wechselrichter sind auch als Inverter bekannt und werden zur Umwandlung von Strom eingesetzt. Konkret wandeln Wechselrichter eine Gleichspannung in Wechselspannung um. Inverter werden damit zur Erzeugung von Wechselstrom eingesetzt, der als einphasiger und dreiphasiger Strom von einem Wechselrichter erzeugt werden kann. Moderne Wechselrichter, die Teile aus Siliziumkarbid enthalten, erreichen hervorragende Wirkungsgrade von fast einhundert Prozent.

Wechselrichter werden auf Basis ihrer Steuerungsart in zwei verschiedene Typen eingeteilt: Selbst geführte und fremd geführte Inverter. Erstere Produktgruppe arbeitet mit Ventilen wie Transistoren, die sich selbst abschalten. Die Ventile selbst geführter Wechselrichter schalten sich eigenständig an und aus. Die selbst geführten Wechselrichter können damit unabhängig vom Stromnetz zur Umwandlung von Gleich- in Wechselspannung und umgekehrt eingesetzt werden. Man spricht aufgrund der Unabhängigkeit des selbst geführten Inverters vom Stromnetz auch von einem Inselnetz.

Als fremd geführte Wechselrichter werden Inverter am Netz betrieben. Zu den fremd geführten Wechselrichtern zählen beispielsweise Dioden. Diese Wechselrichter arbeiten immer mit einer konstanten Wechselspannung aus dem Stromnetz und erzeugen eine Gleichspannung. Diese Schaltungstypen werden auch als Gleichrichterschaltungen geführt. Fremd geführte Wechselrichter wandeln aber nicht nur Wechselstrom aus dem Netz in Gleichstrom um, sondern können diesen Prozess auch umkehren und eine Gleichspannung in das Wechselstromnetz einspeisen.

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Gleichrichter

In der Elektrotechnik und der Elektronik werden Gleichrichter als kleine Bauteile eingesetzt, um Wechselspannung in Gleichspannung umzuwandeln. Die Stromrichter ermöglichen eine Umwandlung in Gleichspannung durch Halbleiterdioden. Eine Gleichrichtung der Spannung wird zu Messzwecken, in der modernen Nachrichtentechnik, für den Betrieb von elektrischen Verbrauchern über das Wechselstromnetz sowie für Anbindungen an entfernte Stromnetze verwendet.

Gleichrichter wandeln die wellenförmig auftretende Spannung in Gleichspannung um. Die Wellen werden hierbei durch einen Kondensator geglättet. Gleichrichterschaltungen werden in zwei Typen unterschieden: gesteuerte und ungesteuerte Gleichrichter. Gesteuerte Gleichrichter arbeiten mit einer Steuerspannung, die eine Gleichrichtung der Spannung durch Öffnen und Schließen der Schalter umsetzt. Ein ungesteuerter Gleichrichter hingegen schaltet auf Basis der Spannungsdaten an den Dioden ohne zusätzliche Steuerelektronik um.

In der Messtechnik werden Gleichrichter meist in Schaltungen eingesetzt, die Messsignale verarbeiten. Diese Präzisions-Gleichrichtung dient nicht dazu, die Baugruppen mit Strom zu versorgen, sondern zur Umwandlung von Messignalen. Gleichrichter kommen auch in der Nachrichtentechnik zum Einsatz, wo sie zur Wiederherstellung oder für den Nachweis von Hochfrequenzsignalen eingesetzt werden.

Der Strom verläuft immer in Form einer Sinuskurve. Gleichrichter wandeln diese Spannungskurve als nichtlineare Schaltungen in Gleichspannung um. In der Elektrotechnik und in der Elektronik werden Gleichrichter bereits seit Beginn des 20. Jahrhunderts eingesetzt: Erst übernahmen hier elektromechanische Gleichrichter die Umwandlung der Wechselspannung in die gewünschte Gleichspannung. Gleichrichter aus Halbleitermaterial wie Selen sonderten bei Überlastung einen stechenden Geruch ab. Heute wird hauptsächlich Silizium verwendet.

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