Der erste Niederspannungs­frequenz­umrichter: Eine Erfindung, die die Industrie veränderte

Martti-Harmoinen von ABB, Erfinder des Niederspannungsfrequenzumrichters.
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Martti Robert „RoopeHarmoinen, geboren 1934 in Finnland, war ein Ingenieur, dessen Innovationen die Industrie weltweit veränderten. So entwickelte er den Niederspannungsfrequenzumrichter – eine Technologie, die eine präzise Regelung der Drehzahl von Wechselstrommotoren ermöglicht. Damit legte er den Grundstein für die heutige industrielle Energieeffizienz. 

Nach seinem Abschluss als Master of Science in Engineering im Jahr 1960 begann Harmoinen seine Karriere bei Strömberg, einem finnischen Unternehmen für Elektrotechnik, das später zu ABB gehörte. In Anerkennung seiner Leistungen erhielt er 1981 den angesehenen Finnischen Ingenieurpreis. Später, im Jahr 1995, verlieh ihm Präsident Martti Ahtisaari den Ehrentitel eines Professors für seine Beiträge zu elektrischen Motorsteuerungssystemen. Harmoinens Erbe ist tief in der finnischen Innovation verwurzelt, hat aber gleichzeitig verschiedene Branchen weltweit dauerhaft beeinflusst. 

Niederspannungs­frequenzumrichter: von der Idee zum Industriestandard

Die Reise begann mit der Herausforderung, eine Drehzahlregelung für Käfigläufer-Induktionsmotoren zu ermöglichen – dem in der Industrie am häufigsten verwendeten Wechselstrommotor-Typ. Gemeinsam mit seinem Team entwickelte Harmoinen die Technologie der Pulsweitenmodulation (PWM), mit der die Motordrehzahl präzise gesteuert und gleichzeitig die Energieeffizienz verbessert werden konnte. Vor dieser Innovation funktionierte ein Elektromotor ähnlich wie ein Auto, bei dem das Gaspedal voll durchgetreten und die Geschwindigkeit nur über Bremsen gesteuert wurde. Die Einführung des drehzahlvariablen Antriebs bedeutete eine reibungslosere Steuerung, weniger Verschleiß und erhebliche Energieeinsparungen. Dies war ein Durchbruch für die industrielle Effizienz!

Im Jahr 1975 wurde der SAMI A (Strömberg Asynchron Motor Inverter Drive) eingeführt. Im selben Jahr wurde die erste kommerzielle Anwendung – drei SAMI A-Einheiten mit 350 kVA und 500 V – an das Sägewerk Karihaara in Nordfinnland geliefert. Dies markierte einen Wendepunkt: Zum ersten Mal wurden die Vorteile der Technologie in einer realen industriellen Umgebung nachgewiesen. Durch die steuerbaren Motordrehzahlen konnte das Sägewerk seine Energieeffizienz verbessern und den mechanischen Verschleiß verringern. 1982 hielten Frequenzumrichter Einzug in den öffentlichen Nahverkehr, als sie in den U-Bahnen von Helsinki installiert wurden. Das war ein wichtiger öffentlicher Meilenstein. Von dort aus verbreitete sich die Technologie schnell über Sektoren und Kontinente, insbesondere als Strömberg in den 1980er Jahren Teil von ABB wurde. Die heutigen Antriebe der ACS-Serie sind eine direkte Fortsetzung dieser Entwicklung.

SAMI A - die erste von Martti Harmoinen erfundene Technologie zur Drehzahlregelung von Motoren.

SAMI A - die erste von Martti Harmoinen erfundene Technologie zur Drehzahlregelung von Motoren.

„Ich habe die Initiative ergriffen, um die Technologie voranzutreiben. Der AC-Frequenzumrichter war ein riskantes Projekt - diese Art von Technologie gab es damals noch nicht. Wir haben sie durch systematische, beharrliche Arbeit gemeistert. Wir erkannten, dass das Marktpotenzial enorm sein würde, wenn wir eine Drehzahlregelung für den gängigsten Elektromotorentyp entwickeln könnten.“

Martti Harmoinen, Erfinder des Niederspannungsfrequenzumrichters SAMI A

Ein Erbe, das die Zukunft sichert

Martti Harmoinen ist im April 2023 im Alter von 88 Jahren verstorben, aber seine Errungenschaften sind in vielen Anwendungen der Antriebstechnik auf der ganzen Welt lebendig. Bei ABB ist der Geist von Harmoinens technischer Brillanz weiterhin inspirierend. Das Unternehmen setzt sich dafür ein, die Wettbewerbsfähigkeit und die Nachhaltigkeit der Industrie zu verbessern.

Dies ist eine Mission, die wir „Engineered to Outrun“ nennen. Das Vermächtnis von Harmoinen ist nicht nur ein Meilenstein in der Geschichte der Technik, sondern eine treibende Kraft auf dem Weg weiterer Innovation bei ABB. Das nächste Kapitel der Geschichte der Frequenzumrichter wird bereits von der nächsten Generation von Ingenieuren geschrieben.