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Aufmerksame Internetnutzer werden feststellen, dass wir bei der Betrachtung von Kühlschränken, Klimaanlagen oder Waschmaschinen immer einen Schlüsselbegriff im Titel finden, der „variable Frequenz“ lautet. Natürlich bezieht sich hier der Begriff „Wechselstrommotor“ auf Produkte mit solchen Motoren. Welche Eigenschaften weisen diese Wechselstrommotoren im Vergleich zu den Motoren auf, die bisher in unseren Haushaltsgeräten verwendet wurden? Welche besonderen Erlebnisse können sie uns wieder bieten? Lassen Sie uns das gemeinsam untersuchen. Energieeffizienter: Alle Haushaltsgeräte erzeugen während des Betriebs der Motoren in unterschiedlichem Maße harmonische Spannungen und Ströme, wodurch die Motoren unter nicht-sinusförmigen Spannungen und Strömen arbeiten müssen. Höhere Harmonischen führen zu einem Anstieg des Kupferverbrauchs im Stator des Motors, des Kupfer- (Aluminium-)Verbrauchs im Rotor sowie der Eisenverluste und zusätzlichen Verluste. Am auffälligsten ist dabei der Kupfer- (Aluminium-)Verbrauch im Rotor. Da sich die herkömmlichen Wechselstromasynchronmotoren mit einer Drehzahl drehen, die der synchronen Drehzahl bei der Grundfrequenz entspricht, führen hohe Harmonischenspannungen dazu, dass die Rotorleitungen stark beansprucht werden. Dadurch entstehen erhebliche Verluste im Rotor. Darüber hinaus muss man den zusätzlichen Kupferverlust berücksichtigen, der durch den Skin-Effekt entsteht. All diese Verluste führen dazu, dass der Elektromotor zusätzlich Wärme erzeugt, seine Effizienz sinkt und die Ausgangsleistung abnimmt. Wenn jedoch ein Frequenzumrichter-Elektromotor verwendet wird, kann der Energieverbrauch um etwa 20–30 % reduziert werden. Lange Lebensdauer: Während des Betriebs liegt die Trägerfrequenz des Motors bei etwa einigen tausend bis mehreren zehntausend Hertz. Dadurch müssen die Statorwicklungen des Motors sehr hohe Spannungssprünge aushalten. Das entspricht einem starken Stoßstrom, der auf den Motor einwirkt und somit eine große Belastung für die Isolierung zwischen den Windungen des Motors darstellt. Wechselstrommotoren können bei einer Spannung unterhalb derjenigen des Gleichrichter- und Filtersystems arbeiten, wodurch ihre Leistung stabiler ist und ihre Lebensdauer länger ist. Geringer Lärm: Bei herkömmlichen Asynchronmotoren werden die durch elektromagnetische, mechanische sowie Belüftungsfaktoren verursachten Vibrationen und Geräusche noch komplexer. Die verschiedenen Zeitharmonischen in der Wechselstromversorgung interferieren mit den inhärenten Raumharmonischen des elektromagnetischen Teils des Motors, wodurch verschiedene elektromagnetische Anregungskräfte entstehen. Wenn die Frequenz der elektromagnetischen Schwingungen mit der Eigenfrequenz des Motorgehäuses übereinstimmt oder dieser nahekommt, tritt ein Resonanzphänomen auf, wodurch der Lärm zunimmt. Aufgrund des weiten Betriebsfrequenzbereichs des Elektromotors sowie der großen Drehzahlvariationen ist es schwierig, die Frequenzen der verschiedenen elektromagnetischen Schwingungen so zu wählen, dass sie nicht mit den natürlichen Schwingungsfrequenzen der einzelnen Komponenten des Motors übereinstimmen. Doch Gleichstrommotoren können diese Probleme effektiv lösen.