Frequenzumrichter warten, formieren und reparieren
Ein Umrichter altert an wenigen, immer denselben Stellen. Wir messen sie, bevor sie ausfallen, setzen defekte Geräte instand und halten eingelagerte Reserve-Umrichter einsatzbereit.
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Lebensjahr
Jahre
Jährlich
Wie ein Frequenzumrichter aufgebaut ist und woran er altert
Ein Frequenzumrichter ersetzt den starren Direktantrieb durch eine geregelte Drehzahl. Er tut das jahrzehntelang zuverlässig, und er verschleißt dabei an fünf Stellen, die man einzeln prüfen kann.
Steuerbaugruppe und LWL-Sendedioden
Die Lichtwellenleiter übertragen die Zündsignale ins Leistungsteil. Ihre Sendedioden verlieren mit den Betriebsstunden an Leuchtkraft, bis die Übertragung aussetzt. Die Leuchtkraft lässt sich messen.
Zwischenkreiskondensatoren
Ab dem zehnten Lebensjahr empfehlen wir eine regelmäßige Überwachung. Das gelartige Dielektrikum verhärtet, die Gefahr von Leckströmen steigt exponentiell. Am Ende dieser Entwicklung steht die Zerstörung des ganzen Geräts.
Leistungsteil mit IGBTs
Die Halbleiter schalten einige tausend Mal in der Sekunde. Jeder Schaltvorgang erzeugt Wärme, jeder Temperaturwechsel belastet die Verbindung zum Kühlkörper. Wir prüfen die Leistungsfähigkeit der Powermodule und tauschen, was nicht mehr trägt.
Gehäuselüfter
Der Lüfter ist das einzige bewegte Teil im Gerät und deshalb das erste, das gewechselt wird. Der Tausch richtet sich nach Betriebsstunden, nicht nach dem Geräusch, und endet mit einer Kontrollmessung.
Kühlkreis bei wassergekühlten Geräten
Der Schrank oben ist luftgekühlt, deshalb hat er keinen Kühlkreis. Wo Wasser kühlt, kommt eine zweite Anlage dazu: Pumpen, Filter, Dichtungen, Membranausdehnungsgefäß. Sie braucht ihre eigene Wartung, und wir empfehlen dafür einen jährlichen Einsatz einschließlich der Rohwasseranschlüsse.
Welche Leistung Ihr Frequenzumrichter jetzt braucht
Die passende Leistung hängt weniger am Hersteller als daran, in welchem Zustand das Gerät gerade ist. Drei Fälle decken fast alles ab.
In Betrieb, luftgekühlt
Das Gerät läuft im Antriebsschaltraum und soll weiterlaufen.
Sichtprüfung, Reinigung, Verschleißteile
Zwischenkreis, Leckstrom, LWL-Sendedioden
Lüftertausch, Sicherungen, Werksinstandsetzung
Migration auf SINAMICS
In Betrieb, wassergekühlt
Zum Umrichter gehört ein eigener Kühlkreis mit eigener Wartung.
Kühlkreis jährlich, Pumpen, Filter
Betriebsdruck, Dichtungen, Sensorik
Schmutzfänger, Dichtungen, Membranausdehnungsgefäß
Migration auf SINAMICS
Eingelagert als Reserve
Das Gerät steht im Regal und soll im Ernstfall funktionieren.
standardisierte Formierung
Sichtprüfung, Bewertung der nächsten Intervalle
Lüftertausch mit Kontrollmessung
Notfalllager, kompatible Ersatzgeräte
Frequenzumrichter Störung: wird heiß, Lüfter wird laut, Gerät schaltet ab
Keines dieser Zeichen ist für sich ein Notfall. Zusammen sind sie der Hinweis, den Wartungstermin vorzuziehen statt ihn abzuwarten.
Die Störmeldung kommt ohne erkennbaren Anlass
Eine Störung, die sich quittieren lässt und am nächsten Tag wiederkommt, ist fast immer thermisch oder kapazitiv. Wir messen zuerst die Schranktemperatur und den Zwischenkreis, bevor wir Baugruppen tauschen.
Das Gerät wird wärmer als früher
Übertemperaturmeldungen häufen sich meist über Monate, nicht über Nacht. Staub auf dem Kühlkörper, ein zugesetzter Filter und ein müder Lüfter wirken dabei zusammen. Jede der drei Ursachen ist einzeln behebbar.
Der Lüfter läuft laut, unruhig oder gar nicht mehr an
Lagergeräusche sind der letzte Hinweis vor dem Stillstand des Lüfters, und der Stillstand des Lüfters ist der vorletzte vor dem Ausfall des Umrichters. Wir tauschen nach Betriebsstunden und messen danach nac
Der Umrichter schaltet beim Zuschalten oder unter Last ab
Ein Abschalten im Moment der Lastaufnahme deutet auf einen Zwischenkreis hin, der die Spannung nicht mehr hält. Die Symmetriemessung zeigt, ob einzelne Kondensatoren bereits abgefallen sind.
Ein Lichtwellenleiter meldet Verbindungsfehler
Der Fehler liegt selten am Kabel. Sendedioden verlieren mit den Betriebsstunden an Leuchtkraft, bis das Signal an der Gegenstelle nicht mehr erkannt wird. Gemessen wird die Leuchtkraft, nicht die Durchgängigkeit.
Es riecht verbrannt oder Sie sehen Spuren eines Überschlags
Hier endet die Wartung und der Notfall beginnt. Anlage spannungsfrei schalten, nichts wieder zuschalten, uns anrufen. Für genau diesen Fall gibt es unseren Notfallservice.
Frequenzumrichter warten: Wartungsumfang, Verschleißteile, Intervall
Ein festes Normintervall wie beim ölgefüllten Transformator gibt es für Frequenzumrichter nicht. Der Takt richtet sich nach Betriebsstunden, Umgebung und Alter. Staubige Hallen, hohe Umgebungstemperatur und durchgehender Volllastbetrieb verkürzen ihn, ein sauberer klimatisierter Schaltraum verlängert ihn. Ab dem zehnten Lebensjahr kommt ein zweiter Grund dazu, der nichts mit der Umgebung zu tun hat: die Alterung der Zwischenkreiskondensatoren.
Was bei einer Wartung passiert
- Sichtprüfung und Reinigung. Staub, Schmutz und Ablagerungen herunter,
damit die Wärme wieder abfließt. - Verschleißteile prüfen und tauschen. Kondensatoren, Lüfter und
Sicherungen werden kontrolliert und bei Bedarf erneuert. - Formierung der Zwischenkreiskondensatoren. Vorbeugung von Schäden nach
längerer Stillstandszeit. - Funktions- und Sicherheitstests. Nachweis, dass das Gerät nach dem
Eingriff tut, was es soll. - Ersatzteil- und Reparaturservice. Was nicht mehr trägt, wird ersetzt,
statt bis zum nächsten Stillstand mitgeschleppt.
Wartung ist kein Selbstzweck. Sie verschiebt einen Ausfall, der ungeplant kommt, in einen Stillstand, den Sie selbst legen.
Formierung von Frequenzumrichtern: Reserve-Geräte aus dem Lager
Dass ein Ersatzgerät im Regal steht, ist die halbe Miete. Die andere Hälfte ist die Frage, wann es zuletzt formiert wurde. Ohne Spannung baut sich die Oxidschicht der Zwischenkreiskondensatoren langsam ab. Wer ein solches Gerät ungetestet zuschaltet, legt die volle Zwischenkreisspannung auf eine Isolierung, die dafür nicht mehr ausgelegt ist. Deshalb gehört der Lagerbestand jährlich geprüft, und je nach Typ und Alter alle ein bis zwei Jahre inspiziert und formiert.
Ein Reserve-Umrichter, der jahrelang ungeformt im Lager liegt, wird beim Ankoppeln ans Netz mit hoher Wahrscheinlichkeit elektrisch zerstört. Und zwar in genau dem Moment, in dem Sie ihn brauchen.
Der Zwischenkreis wird im Betrieb selbst geformt gehalten. Verschleiß entsteht an anderer Stelle: an Lüftern, am Staub auf dem Kühlkörper, an den Halbleitern.
Ohne Spannung altert der Kondensator, ohne dass jemand es sieht. Formierung baut die Oxidschicht kontrolliert wieder auf, bevor die volle Spannung anliegt.
- Sichtprüfung der Bestandsanlage und technische Bewertung der nächsten Wartungsintervalle
- Standardisierte Formierung Ihrer Reserve-Frequenzumrichter
- Professioneller Lüftertausch mit anschließender Kontrollmessung
- Zugriff auf unser Notfalllager, falls sich bei der Prüfung herausstellt, dass ein Gerät nicht mehr einbaufähig ist
Formieren können wir jeden Frequenzumrichter, unabhängig vom Hersteller. Besonderes Tiefenwissen haben wir bei SIEMENS mit der SINAMICS-Produktfamilie einschließlich der bereits abgekündigten Altsysteme wie Masterdrive. Passende Ersatzgeräte und Teile finden Sie außerdem in unserem Onlineshop.
Zwischenkreiskondensatoren prüfen: Symmetrie, Leckstrom, LWL-Sendedioden
Das Gel in den Zwischenkreiskondensatoren verhärtet mit den Jahren, und der Leckstrom steigt dabei exponentiell. Am Ende dieser Entwicklung steht die Zerstörung der Kondensatoren, und mit ihnen die elektrische und mechanische Zerstörung des gesamten Frequenzumrichters. Das ist die am häufigsten unterschätzte Baugruppe im Gerät, weil sie nichts anzeigt, bevor sie ausfällt.
Mit regelmäßigen Wartungsintervallen wird der Verhärtungsgrad beobachtet. Damit lässt sich der Austausch in einen geplanten Wartungsstillstand legen. Diese Planungssicherheit ist der eigentliche Gewinn, nicht die Messung selbst. Dasselbe Prinzip gilt weiter vorn in der Kette, bei der Einspeisung über den Transformator.
Vier Messungen, vor allem an Altanlagen
Zustand, Befestigung, Anschlüsse, Spuren von Wärme.
Zeigt, ob einzelne Kondensatoren schon abgefallen sind, während die Summe noch stimmt
Der direkte Wert für den Verhärtungsgrad des Dielektrikums.
Sie verlieren an Helligkeit, lange bevor die Verbindung abreißt.
Wassergekühlte Frequenzumrichter warten: Kühlkreis, Pumpen, Betriebsdruck
Ein wassergekühlter Umrichter bringt eine zweite Anlage mit, und die braucht ihre eigene Wartung. Wir empfehlen dafür einen jährlichen Inspektions- und Wartungseinsatz, einschließlich der Rohwasseranschlüsse zu den frequenzgesteuerten Antrieben und der externen Feinwasserkreisläufe.
Die Technik dahinter ist älter, als der aktuelle Trend vermuten lässt: Sie stammt aus der Marine-Branche, genauer aus dem Entwicklungsumfeld für U-Boote. Entsprechend ausgereift und im Betrieb erfahrungsgemäß sehr sicher sind diese Systeme. Was sie brauchen, ist Regelmäßigkeit, keine Aufmerksamkeit.
Umfang des jährlichen Einsatzes
- Sichtkontrolle der gesamten Kühlanlage auf erste Auffälligkeiten, einschließlich Leckagenprüfung am Frequenzumrichter, am Zwischenboden, an Rohrleitungen und Anschlüssen
- Kontrolle und Reinigung der Pumpen und ihrer Filter
- Funktionscheck der Sensorik wie Fühler und Stellventil
- Service am Membranausdehnungsgefäß
- Kontrolle des Dichtungsgrads der Schlauchanschlüsse, bei Bedarf Tausch der Dichtungen
- Auffüllen der Kühlflüssigkeit
- Entlüftung der Systeme
- Überprüfung, Reinigung, Wechsel und Kontrolle der Schmutzfänger
- Überprüfung der Anlagenparameter mit Schwerpunkt auf dem Betriebsdruck
- Funktionskontrolle und anschließende Wiederinbetriebnahme
SIEMENS Umrichter reparieren: vor Ort oder im Herstellerwerk
Frequenzumrichter arbeiten weltweit in der Gleich-, Mittel- und Niederspannung und sind dabei sehr unterschiedlichen örtlichen Gegebenheiten ausgesetzt. Genau deshalb ist die vorbeugende Wartung auch beim Umrichter Pflicht. Und genau deshalb fällt die Entscheidung zwischen Instandsetzung vor Ort und Werksinstandsetzung nicht am Aufwand, sondern am Umfang des Schadens.
Was sich im Schaltraum erledigen lässt, erledigen wir im Schaltraum. Alles, was eine elektrische Prüfung nach Herstellervorgabe braucht, geht ins Werk.
Vor Ort im Antriebsschaltraum
- Lüftertausch mit anschließender Kontrollmessung
- Sicherungen, Klemmstellen, Anschlussarbeiten
- Reinigung von Kühlkörpern, Filtern und Schranklüftung
- Messung von Zwischenkreissymmetrie und Leckstrom
- Parametrierung und abschließende Funktionsprüfung
Im SIEMENS-Werk
- Reinigung und Wiederinstandsetzung nach Einzeldefekten, Gruppenausfällen oder elektrischen Überschlägen
- Überprüfung der Leistungsfähigkeit der Powermodule
- Überprüfung und gegebenenfalls Tausch von IGBTs und Sendedioden
- Elektrische Prüfung aller Bauteile gemäß Herstellervorgaben
- Firmware-Update der Baugruppen einschließlich der Speicherkarten
- Austausch der Gehäuselüfter in Abhängigkeit der Betriebsstunden
- Abschließende Gesamtfunktionsprüfung unter Last
Altsysteme wie Masterdrive setzen wir je nach Baujahr ebenfalls beim Originalhersteller instand. Ob Ihr Gerät dazugehört, klären wir anhand der Typenbezeichnung, bevor Sie es ausbauen.
SINAMICS und Masterdrive: welche Umrichter wir betreuen
Die gesamte SINAMICS-Produktfamilie, dazu abgekündigte Altsysteme und auf Anfrage auch Fabrikate außerhalb des SIEMENS-Programms.
Aktuelle SINAMICS-Familie
Einschließlich der zugehörigen Powermodule und Speicherkarten.
Abgekündigte Altsysteme
Je nach Baujahr weiterhin instand setzbar. Was nicht mehr geht, deckt unser Notfalllager mit kompatiblen Ersatzgeräten ab.
Andere Hersteller
Die Formierung führen wir bei jedem Frequenzumrichter durch. Für Wartung und Reparatur klären wir vorab, welche Leistungen und Ersatzteile verfügbar sind.
Reparieren oder ersetzen: woran die Entscheidung wirklich hängt
Nicht am Alter des Geräts. An vier Punkten, die sich alle vor Ort beantworten lassen.
Ersatzteilverfügbarkeit
Solange Powermodule, Lüfter und Speicherkarten lieferbar sind, ist die Instandsetzung fast immer der kürzere Weg. Fällt ein Teil aus der Versorgung, verschiebt sich die Rechnung, auch wenn das Gerät technisch noch gut ist.
Zustand des Zwischenkreises
Symmetrie und Leckstrom sagen, wie viel Restlebensdauer in den Kondensatoren steckt. Ein frisch instandgesetztes Leistungsteil an einem müden Zwischenkreis ist eine halbe Reparatur.
Aufwand für die Regelung
Ein neues Gerät bringt eine neue Parametrierung, oft eine andere Schnittstelle zur Steuerung und manchmal andere Schrankmaße mit. Dieser Aufwand gehört in die Rechnung, nicht nur der Gerätepreis.
Geplante Restlaufzeit der Anlage
Eine Linie, die in drei Jahren umgebaut wird, verträgt eine Reparatur. Eine Linie, die weitere fünfzehn Jahre laufen soll, verträgt keine Baureihe ohne Ersatzteilversorgung.
Wir rechnen beides an Ihrer Anlage gegeneinander und sagen Ihnen, was wir an Ihrer Stelle täten. Eine belastbare Zahl gibt es nach der Aufnahme vor Ort, nicht vorher.
Masterdrive abgekündigt: Migration auf SINAMICS planen
Ein abgekündigtes Antriebssystem muss nicht an einem Stichtag stillstehen. Es braucht einen Plan, der Ersatzteilreichweite, Schrankmaße, Regelung und Stillstandsfenster zusammenbringt.
Abgekündigt heißt zunächst nur: es kommen keine neuen Geräte mehr nach. Reparatur und Ersatzteilversorgung laufen weiter, und unser Notfalllager verschafft zusätzlich Zeit. Diese Zeit ist der eigentliche Wert. Wer sie nutzt, migriert im Sommerstillstand. Wer sie verstreichen lässt, migriert nach einem Ausfall an einem Dienstagabend.
Typenschilder, Baujahre, Baugruppen, Stückzahlen und die verbleibende Ersatzteilreichweite je Baureihe. Das Ergebnis ist eine Liste, die sagt, welches Gerät zuerst dran ist.
Welche SINAMICS-Baureihe ersetzt welches Altgerät, was bleibt unverändert, was wird zusammengelegt. Hier entscheidet sich, ob der Schrank bestehen bleibt oder ausgetauscht wird.
Schrankeinbau, Anpassung der Verkabelung und der Schnittstellen zur Steuerung, Übertragung der Parametrierung. Auf dieser Stufe zeigt sich, ob die Einspeisung mitwachsen muss.
Funktionsprüfung unter Last, Abnahme, Dokumentation. Das Protokoll ist die Grundlage für das nächste Wartungsintervall.
Häufige Fragen zu Wartung, Formierung und Reparatur
Wie oft muss ein Frequenzumrichter gewartet werden?
Es gibt kein festes Normintervall wie beim ölgefüllten Transformator. Der Takt richtet sich nach Betriebsstunden, Umgebung und Alter des Geräts. Staub, Wärme und durchgehender Volllastbetrieb verkürzen ihn. Ab dem zehnten Lebensjahr kommt die Überwachung der Zwischenkreiskondensatoren als eigener Grund dazu.
Was bedeutet Formierung bei einem Frequenzumrichter?
Formierung baut die Oxidschicht der Zwischenkreiskondensatoren kontrolliert wieder auf, die sich im spannungslosen Lager abgebaut hat. Sie betrifft ausschließlich Geräte, die längere Zeit ohne Spannung standen. Ein Umrichter im Betrieb hält seinen Zwischenkreis selbst geformt.
Kann ich einen Reserve-Umrichter nach Jahren im Lager einfach einschalten?
Nein. Ein Reserve-Umrichter, der jahrelang ungeformt im Lager lag, wird beim Ankoppeln ans Netz mit hoher Wahrscheinlichkeit elektrisch zerstört, und zwar in dem Moment, in dem er gebraucht wird. Deshalb gehört der Lagerbestand jährlich geprüft und je nach Typ und Alter alle ein bis zwei Jahre inspiziert und formiert.
Wie lange halten die Zwischenkreiskondensatoren eines Umrichters?
Sie altern stetig, nicht plötzlich. Ab dem zehnten Lebensjahr empfehlen wir eine regelmäßige Überwachung. Das Gel im Kondensator verhärtet, die Gefahr von Leckströmen steigt exponentiell, und am Ende steht die Zerstörung der Kondensatoren und damit des gesamten Geräts. Wer den Verhärtungsgrad kennt, tauscht im geplanten Wartungsstillstand.
Mein Umrichter geht ständig auf Störung, was prüfen Sie zuerst?
Zuerst, ob die Störung thermisch bedingt ist: Lüfter, Staub auf dem Kühlkörper, Schranktemperatur, Filter. Danach die Messwerte am Zwischenkreis, also Symmetrie und Leckstrom. Erst wenn beides unauffällig ist, geht es an Halbleiter, Sendedioden und Parametrierung.
Lohnt sich die Reparatur eines Frequenzumrichters oder ist ein neues Gerät sinnvoller?
Das entscheidet sich nicht am Alter, sondern an der Ersatzteilverfügbarkeit, am Zustand des Zwischenkreises, am Aufwand für die Regelung und an der geplanten Restlaufzeit der Anlage. Bei aktuellen SINAMICS-Baureihen ist die Instandsetzung meist der kürzere Weg. Bei abgekündigten Systemen ist die Frage eher, wann migriert wird, nicht ob.
Wird ein Masterdrive noch repariert oder muss ich auf SINAMICS umsteigen?
Masterdrive-Geräte werden je nach Baujahr weiterhin beim Originalhersteller instand gesetzt. Parallel greift unser eigenes Notfalllager mit kompatiblen Ersatzgeräten. Das verschafft die Zeit, die Migration auf SINAMICS zu planen, statt sie nach einem Ausfall zu erleiden.
Warten Sie auch Umrichter anderer Hersteller als SIEMENS?
Ja, wir arbeiten herstellerunabhängig, und die Formierung führen wir bei jedem Frequenzumrichter durch. Unser Tiefenwissen liegt bei SIEMENS mit der SINAMICS-Familie von V20 bis G150 einschließlich der abgekündigten Altsysteme. Für Fremdfabrikate klären wir vorab, welche Leistungen und Ersatzteile verfügbar sind.
Warten Sie auch wassergekühlte Frequenzumrichter?
Ja, einschließlich der Rohwasseranschlüsse und der externen Feinwasserkreisläufe. Wir empfehlen dafür einen jährlichen Einsatz. Er umfasst Leckagesuche, Pumpen und Filter, Sensorik, Membranausdehnungsgefäß, Dichtungen, Kühlflüssigkeit, Entlüftung, Schmutzfänger, Betriebsdruck und die Wiederinbetriebnahme.
Spart ein Frequenzumrichter wirklich Energie?
Ein geregelter Antrieb braucht weniger Energie als ein ungeregelter, weil er nur die Drehzahl fährt, die der Prozess gerade verlangt, statt gegen eine Drossel oder eine Klappe zu arbeiten. Wie groß der Unterschied ausfällt, hängt am Lastprofil. Eine Prozentzahl nennen wir erst, wenn wir Ihr Lastprofil gesehen haben.