title: Salāt

text: Die Gebetszeiten wurden in vormoderner Zeit häufig mit dem Quadranten berechnet. In diesem Fall wurden sie nach saisonalen Stunden definiert. So erklärt der im 11. Jahrhundert schreibende Gelehrte Ibn Rahīq, dass das Zuhr-Gebet zur sechsten Stunde beginne und das ʿAsr-Gebet zur neunten Stunde, wenn drei Viertel des Tages verstrichen seien. Für das ʿAsr-Gebet beruft er sich dabei auf eine Aussage von ʿAlī ibn Abī Tālib. In der heutigen Zeit sind die Gebetszeiten für die unterschiedlichen Orte in Kalender-Werken verzeichnet, und sie werden auch auf den Websites muslimischer Organisationen bekannt gegeben.


title: Salāt

text: Vor dem Gebet hat sich der Betende einer rituellen Waschung zu unterziehen, nach Sure 5,6: „Ihr Gläubigen. Wenn ihr euch zum Gebet aufstellt, dann wascht euch das Gesicht und die Hände bis zu den Ellenbogen und streicht euch über den Kopf und die Füße bis zu den Knöcheln!“


title: Salāt

text: Allgemein wird zwischen zwei verschiedenen Waschungen unterschieden, ghusl, die gesamte Körperwaschung und der Teilwaschung, Wuḍūʾ. Hiermit wird ein inneres Zeichen für die Umkehr der Sünden gegeben. Sollte z. B. in der Wüste kein Wasser für die Waschung zur Verfügung stehen, dann kann auch reiner Sand genommen werden, was sich auch auf Koran 5,6 rückführen lässt (vgl. Tayammum).


title: Salāt

text: Ebenso ist auf die rituelle Reinheit der Kleidung zu achten, bei bestimmten Verunreinigungen (Najasah) ist die Kleidung zu wechseln oder die Stelle zu reinigen.


title: Salāt

text: Auch der Platz selbst, an dem gebetet werden soll, muss rein sein. Deshalb geschieht dies oft auf einem Gebetsteppich ("saǧǧāda"), was aber keinesfalls Pflicht ist, da es lediglich um die Reinheit des Untergrundes geht. Für die menstruierende Frau und die Wöchnerin ist das rituelle Gebet verboten.


title: Salāt

text: Dreizehn Punkte werden im Fiqh allgemein als „wesentliche Elemente“ ("arkān") des Gebetes betrachtet. Davon sind sechs bestimmte Rezitationen, sechs weitere bestimmte Positionen, und der dreizehnte Punkt ist die Notwendigkeit, diese Rezitationen und Positionen in der richtigen Reihenfolge ablaufen zu lassen. Entsprechend der dabei eingenommenen Positionen lässt sich das Gebet in drei Teile gliedern. Der zweite Teil, die sogenannte "Rakʿa", wird bei jedem Gebet wiederholt, wobei die Anzahl der Wiederholungen je nach Gebetszeit variiert. Das Fadschr-Gebet besteht aus zwei, das Ẓuhr- und das ʿAṣr-Gebet aus vier, das Maghrib-Gebet aus drei und das ʿIschā-Gebet ebenfalls aus vier Rakʿas. Der Ablauf des Gebets mit seinen wesentlichen Elementen lässt sich folgendermaßen beschreiben:


title: Salāt

text: Der "einleitende Teil" des Gebetes beginnt damit, dass sich der Betende in eine stehende Position ("qiyām") begibt, wobei er das Gesicht nach der Qibla ausrichtet.


title: Salāt

text: Der "Mittelteil", die sogenannte Rakʿa, wird je nach Gebetszeit unterschiedlich oft wiederholt und besteht aus den folgenden sechs Teilen:


title: Salāt

text: Der "abschließende Teil", bei dem der Betende in der "Quʿūd"-Position bleibt, setzt sich aus den folgenden Teilen zusammen:


title: Salāt

text: Beim Fadschr-Gebet werden zwei Rakʿas gebetet, beim Zuhr-, ʿAsr- und ʿIschā-Gebet vier Rakʿas und beim Maghrib-Gebet drei Rakʿas. Neben diesen obligatorischen Elementen des Gebets gibt es noch eine Anzahl von sunna-Elementen, die nicht vorgeschrieben, sondern nur empfohlen sind. Die Ansichten hinsichtlich dieser sunna-Elemente unterscheiden sich je nach Lehrrichtung. Zu diesen sunna-Elementen gehört auch das Bittgebet des Qunūt nach dem Rukūʿ.


title: Salāt

text: Neben den täglichen Salāt-Gebeten und dem besonderen Freitagsgebet existieren noch verschiedene andere Salāt-Gebete, die zu bestimmten Anlässen verrichtet werden. Hierzu gehören:


title: Salāt

text: Zwei andere Sonderformen der Salāt haben keine besonderen Ereignisse zum Anlass, sondern sind gewöhnliche Tagesgebete, bei denen aber aufgrund der spezifischen Umstände Sonderregeln für das Gebetsritual gelten:


title: Salāt

text: Als "munfarid" gilt derjenige, der die Salāt alleine verrichtet, ohne einem Imam zu folgen oder selbst Imam zu sein.


title: Salāt

text: Die Salāt ist ein Gebetsritus, der schon in vorislamischer Zeit in Mekka existierte. Neben dem Gebet am hellen Morgen ("ḍuḥā"), das zu seiner Zeit in Mekka üblich war, führte der Prophet schon früh ein zweites Gebet ein, das am Nachmittag ("ʿaṣr") abgehalten wurde. Das Gebet am hellen Morgen wiederum wurde bald durch ein Gebet in der Morgendämmerung ("faǧr"), also vor Sonnenaufgang, ersetzt. Damit hatte die von Mohammed angeführte Gemeinde eigene Gebetszeiten, die nicht mehr mit denjenigen der heidnischen Mekkaner übereinstimmten. Als die beste Zeit für das Gebet in der Morgendämmerung galt die letzte Dunkelheit der Nacht ("ġalas"), wenn bereits Licht am Horizont erscheint, aber noch keine Gesichter erkennbar sind.


title: Salāt

text: In frühmedinischer Zeit wurde beim Gebet die jüdische Sitte übernommen, das Gesicht nach Jerusalem zu wenden. Nach dem Zerwürfnis mit den Juden löste man sich allerdings wieder von der Gebetsrichtung nach Jerusalem, und es begann ein Prozess der schrittweisen Umorientierung. Zunächst wurde betont, dass es gleichgültig ist, nach welcher Richtung man betet, weil Gott überall ist (Sure 2:115). Schließlich wurde als neue Qibla die „Heilige Kultstätte“ ("al-masǧid al-ḥarām") in Mekka festgelegt (vgl. Sure 2:144).


title: Salāt

text: Wann und unter welchen Umständen die fünf täglichen Gebete eingeführt wurden, ist noch ungeklärt. Während es nach der islamischen Tradition der Prophet selbst war, der seinen Anhängern das fünfmalige Gebet auferlegte, vermutete Ignaz Goldziher, dass die Erhöhung auf fünf tägliche Gebete erst in nachprophetischer Zeit unter zoroastrischem Einfluss erfolgt sei. Auf die gleiche Weise urteilte Carl Brockelmann: „Während Muhammed mit den Seinen in Mekka nur zweimal, in Medina nach dem Vorbild der Juden dreimal täglich gebetet hatte, verpflichtet das spätere Ritual unter persischem Einfluss zu fünf Gebetszeiten.“


title: Salāt

text: Auch William Montgomery Watt und Alford Welch gingen davon aus, dass eine Vermehrung der täglichen Gebete von drei auf fünf erst in nachprophetischer Zeit stattgefunden hat. Sie begründeten das damit, dass im Koran nur drei Gebete namentlich erwähnt werden, nämlich die „mittlere Salāt“ ("aṣ-ṣalāt al-wusṭā") in Sure 2:238, sowie die „Salāt der Morgendämmerung“ ("ṣalāt al-faǧr") und die „Salāt des Abends“ ("ṣalāt al-ʿišāʾ") in Sure 24:58. Die Erhöhung auf fünf Gebete erklärten sie mit einer Verdoppelung der mittleren Salāt und der Abend-Salāt, die bereits gelegentlich in der Zeit des Propheten stattgefunden habe.


title: Salāt

text: Einige Regeln für das Gebet wurden erst lange nach dem Tod des Propheten festgeschrieben, so beispielsweise die Anweisung, dass der Betende vor dem Gebet die Schuhe ausziehen muss. In der Frühzeit des Islams dagegen waren die Muslime dazu aufgefordert worden, beim Gebet die Schuhe anzubehalten, um sich dadurch von den Juden abzusetzen. Auch vom Propheten selbst wird überliefert, dass er das Gebet in Schuhen verrichtet hat.


title: Salāt

text: In den letzten Jahren hat der kuwaitische Reformdenker Muhammad Salmān Ghānim die These vertreten, der Koran schreibe insgesamt nur zwei tägliche Pflichtgebete vor, nämlich das Fadschr- und das ʿIschāʾ-Gebet. Deswegen sollten die Muslime von ihrer bisherigen Position abrücken, wonach die Gebetspflicht nur durch fünf tägliche Gebete erfüllt wird.


title: Salāt

text: Das fünfmalige tägliche Gebet der Muslime, das häufig in der Öffentlichkeit verrichtet wird, war ein prägendes Element bei der Rezeption des Islam durch europäische Orientreisende. Der französische Historienmaler Jean-Léon Gérôme, der sich 1854 und 1857 im Osmanischen Reich aufgehalten hatte, schuf 1865, nach seiner Rückkehr nach Paris, das Gemälde "Das Gebet", das heute in der Hamburger Kunsthalle hängt. Darauf sieht man mehrere – durch Turbane als solche ausgewiesene – Muslime, die auf einem Dach in Kairo hinter einem Imam stehen und in der Abenddämmerung die Salāt verrichten.


title: Akkumulator

text: Ein Akkumulator (kurz Akku; auch Sekundärbatterie genannt) ist ein wiederaufladbares galvanisches Element, bestehend aus zwei Elektroden und einem Elektrolyten, das elektrische Energie auf elektrochemischer Basis speichert.


title: Akkumulator

text: Ein einzelnes wiederaufladbares Speicherelement wird Sekundärelement oder Sekundärzelle genannt, im Gegensatz zur nicht (oder nur sehr begrenzt) wiederaufladbaren Primärzelle. Der Ladevorgang basiert auf der elektrolytischen Umkehrung der bei der Entladung ablaufenden chemischen Reaktionen durch Anlegen einer elektrischen Spannung. Sekundärzellen lassen sich – wie Primärzellen und alle elektrische Energiequellen – zu Batterien zusammenschalten, entweder in Reihenschaltung (zur Steigerung der nutzbaren elektrischen Spannung) oder aber in Parallelschaltung (zur Steigerung der nutzbaren Kapazität beziehungsweise wegen der Eignung für höhere Stromstärken). Beide Schaltungsvarianten führen zur entsprechenden Erhöhung des Gesamt-Energiegehalts [Produkt aus Kapazität und Spannung, angegeben in Wattstunden (Wh)] der Anordnung.


title: Akkumulator

text: Bei jedem Akkumulatortyp ist die Nennspannung der Akkumulatorzelle durch die verwendeten Materialien festgelegt; da jene für die meisten Anwendungen zu gering ist, wird häufig die Reihenschaltung angewandt, um die Spannung zu erhöhen (siehe Bild Starterbatterie). Die Kapazität und die mögliche Stromstärke hängen dagegen von der Baugröße ab. Deshalb ist eine Parallelschaltung mehrerer Zellen in der Regel nicht nötig; stattdessen verwendet man einen Akku mit entsprechend groß dimensionierten Zellen.


title: Akkumulator

text: Das lateinische Wort bedeutet (, ). Bleiakkumulatoren wurden früher dementsprechend auch "Bleisammler" genannt. Ursprünglich war mit "Akkumulator" ein einzelnes wiederaufladbares Speicherelement gemeint (Sekundärzelle). Heute bezeichnet der Begriff – zumindest in der Allgemeinsprache – auch wiederaufladbare Speicher, die aus zusammengeschalteten Sekundärzellen bestehen. Wenn es auf den Unterschied ankommt, sollte man genauere Bezeichnungen verwenden:


title: Akkumulator

text: Eine Batterie ist eine Kombination mehrerer gleichartiger technischer Teile. Hier handelt es sich im engeren Sinn um elektrisch und mechanisch miteinander verbundene Galvanische Zellen bzw. Elemente. Es gibt Batterien aus Primärzellen (nicht wiederaufladbar) und solche aus Sekundärzellen (wiederaufladbar). Ursprünglich waren mit "Batterien" nur solche aus Primärzellen gemeint.


title: Akkumulator

text: In der Umgangssprache dient "Batterie" als Oberbegriff für einzelne oder zusammengeschaltete Primärzellen und Sekundärzellen.


title: Akkumulator

text: Beide Zellentypen sind in gleichen Baugrößen auf dem Markt, und beide werden im Englischen genannt. Akkuzellen heißen im Englischen (dt. „wiederaufladbare Batterien“) oder .


title: Akkumulator

text: Elektrische Verbraucher, die mit Primär- oder Sekundärzellen betrieben werden, nennt man oft einfach "batteriebetrieben" (Batteriebetrieb). Wenn im täglichen Umgang mit dem Gerät die Wiederaufladbarkeit eine Rolle spielt, spricht man vom "Akkubetrieb".


title: Akkumulator

text: Kondensatoren und auch Elektrolytkondensatoren sind ebenfalls Speicher für elektrische Energie, allerdings speichern sie diese nicht in chemischer Form, sondern als elektrisches Feld zwischen ihren Platten. Sie und auch die chemisch ähnlicheren Doppelschichtkondensatoren sind keine Akkumulatoren und werden auch nicht so bezeichnet.


title: Akkumulator

text: Die erste Vorform eines Akkumulators, der – im Gegensatz zu den Zellen von Alessandro Volta – nach der Entladung wiederaufladbar war, wurde 1803 von Johann Wilhelm Ritter gebaut. Den bekanntesten Akkutyp, den Bleiakkumulator, konstruierte 1854 der Mediziner und Physiker Wilhelm Josef Sinsteden. 1859 entwickelte Gaston Planté Sinstedens Erfindung durch eine spiralförmige Anordnung der Bleiplatten erheblich weiter. Um die Wende zum 20. Jahrhundert speisten von Holz umfasste Bleiakkumulatoren in Glasgefäßen Elektroantriebe für Automobile. Die Akkutechnik nahm in der Zeit eine rasante Entwicklung. Folgender vom Telegraphentechnischen Reichsamt 1924 veröffentlichter Text zeigt das am Beispiel der damals etablierten Telegrafie und der noch jungen Telefonie. Akkumulatoren werden hier „Sammler“ genannt, und „Batterien“ waren Ansammlungen galvanischer Elemente:


title: Akkumulator

text: In einem Akkumulator wird beim Aufladen elektrische Energie in chemische Energie umgewandelt. Wird ein Verbraucher angeschlossen, so wird die chemische Energie wieder in elektrische Energie zurückgewandelt ("siehe dazu: Galvanische Zelle"). Die für eine elektrochemische Zelle typische elektrische Nennspannung, der Wirkungsgrad und die Energiedichte hängen von der Art der verwendeten Materialien ab.


title: Akkumulator

text: Für viele Anwendungen, insbesondere für mobile Geräte im Bereich der Unterhaltungselektronik, Hörgeräte oder auch Fahrzeuge, ist die Energiedichte von Bedeutung. Je höher diese ist, desto mehr Energie kann in einem Akku je Volumen- bzw. Masseneinheit gespeichert werden. Die auf die Masse bezogene Energiedichte wird oft auch als spezifische Energie bezeichnet. Bezogen auf marktübliche Typen, haben Akkumulatoren (Sekundärzellen) meist eine (oftmals deutlich) geringere Energiedichte als Primärzellen.


title: Akkumulator

text: Oft sind Akkus mit besonders hoher Energiedichte überproportional teuer oder haben andere Nachteile, insbesondere eine beschränkte Lebensdauer. So kosten Bleiakkumulatoren typischerweise 100 €/kWh; Li-Ion-Akkus hingegen derzeit (2012) typischerweise 350 €/kWh (200 €/kWh 2013), Tendenz fallend. Ursachen sind die anlaufende Massenproduktion, welche die Stückkosten durch bessere Technik und Skaleneffekte deutlich verringern. Allerdings werden die sinkenden Produktionskosten nur verzögert an die Kunden weitergegeben, da auf diesem Markt, speziell in Deutschland, durch die wenigen Angebote nur ein geringer Preisdruck besteht.


title: Akkumulator

text: Beim Aufladen und Entladen von Akkumulatoren wird durch den inneren Widerstand der Zellen Wärme freigesetzt, wodurch ein Teil der zum Aufladen aufgewandten Energie verloren geht. Das Verhältnis der entnehmbaren zu der beim Laden aufzuwendenden Energie wird als Ladewirkungsgrad bezeichnet. Generell sinkt der Ladewirkungsgrad sowohl durch Schnellladung mit sehr hohen Strömen als auch durch schnelle Entladung (Peukert-Effekt), da die Verluste am Innenwiderstand zunehmen. Das optimale Nutzungsfenster ist dabei je nach Zellchemie stark unterschiedlich.


title: Akkumulator

text: Ein Vergleich zur Speicherung elektrischer Energie zeigt die Vor- und Nachteile von Akkus gegenüber anderen Speicherverfahren.


title: Akkumulator

text: Die Ladungsmenge, die ein Akkumulator speichern kann, wird in Amperestunden (Ah) angegeben und als Kapazität (Nennkapazität) bezeichnet. Diese darf nicht verwechselt werden mit der Kapazität eines Kondensators, die als von der Spannung abhängige Ladungsmenge definiert ist und in Farad (F) angegeben wird. Die angegebene Nennkapazität beim Akku bezieht sich immer auf einen bestimmten Entladestrom und nimmt – je nach Akkutyp – unterschiedlich stark mit höheren Entladeströmen ab.


title: Akkumulator

text: Bei Primärzellen und Akkumulatoren ist die Angabe der Nennkapazität in Amperestunden (Ah), bei kleineren Einheiten auch Milliamperestunden üblich. Der Vorsatz für Maßeinheiten Milli steht für ein Tausendstel. Dabei sagt die Angabe, ein Akkumulator liefert zum Beispiel 1000 Milliamperestunden, also eine Amperestunde nicht viel über die Leistungsfähigkeit des Akkus aus, wenn die Spannung nicht bekannt ist. Die Spannung ist stark von der Belastung der Zelle abhängig, da sie einen inneren Widerstand hat. Ihre maximale Leistung gibt sie theoretisch bei halber Nennspannung ab. Dann sind innerer und Lastwiderstand gleich groß und der Entladewirkungsgrad erreicht 50 Prozent. Da sich die Zelle dabei stark erwärmt, sind derart hohe Belastungen nur kurzzeitig möglich. Ein Beispiel hierfür sind Starterbatterien von Autos, die beim Anlassen für ein paar Sekunden einige hundert Ampere abgeben. Einige Zellentypen können nicht so hoch belastet werden und haben Schutzschaltungen, die das verhindern.


title: Akkumulator

text: Angaben in Wh oder kWh (oft bei Antriebsbatterien zu finden) beziehen sich immer auf ein bestimmtes Lastprofil. Um die Leistungsfähigkeit von Akkus zu vergleichen, muss man also wissen, welches Lastprofil bei der Messung der Kapazität verwendet wurde.


title: Akkumulator

text: Ein wichtiger Kennwert von mit Sekundärbatterien betriebenen Geräten ist der "Ladezustand" von Akkumulatoren (, SoC bzw. SOC). Er wird üblicherweise in Prozentwerten angegeben, wobei 100 % einen vollständig geladenen Akkumulator repräsentieren. 100 % minus den Wert des Ladezustands ergibt den Entladungsgrad (, DoD bzw. DOD).


title: Akkumulator

text: Zur Bestimmung sind verschiedene Methoden gebräuchlich: chemische, spannungsabhängige, Strom-integrative (Ladungsbilanzierung) und druckabhängige Verfahren sowie die Messung der Akkumulator-Impedanz.


title: Akkumulator

text: Wird ein Akku nicht verwendet, so verliert er über die Zeit einen Teil seiner gespeicherten Energie. Diesen Vorgang nennt man Selbstentladung. Das Maß der Selbstentladung hängt von Typ und Alter des Akkumulators sowie von der Lagertemperatur ab.


title: Akkumulator

text: Sanyo hat 2005 (Markteinführung in Europa August 2006) einen modifizierten NiMH-Akku namens Eneloop auf den Markt gebracht, der einer Selbstentladung von lediglich 15 % pro Jahr unterliegt. Es handelt sich hierbei um sogenannte LSD-Akkus (Low Self Discharge), die aufgrund ihrer geringen Selbstentladung als bereits vorgeladene Akkus verkauft werden und daher im Gegensatz zu herkömmlichen Akkus vor der ersten Benutzung durch den Käufer nicht aufgeladen werden müssen.


title: Akkumulator

text: Lithium-Eisenphosphat-Akkumulatoren erreichen nach Herstellerangaben mehr als 5000 Zyklen bei jeweiliger Entladetiefe von 80 %, nach 7000 Zyklen noch 70 %. Als weltgrößter Hersteller von Lithium-Eisenphosphat-Akkumulatoren gilt BYD, der durch präzise Fertigung eine große Auswahl an Zellen für zyklenfeste Anwendungen, wie zum Beispiel im Einsatz bei stationären Speichersystemen entwickelt hat. Nach 6000 Zyklen Laufleistung mit 100 % Be- und Entladung bei einer Rate von 1 C (Laderate, C-Faktor) haben diese noch eine Restkapazität von mindestens 80 %. Das entspricht bei einem Vollzyklus pro Tag einer Lebensdauer von mind. 20 Jahren.


title: Akkumulator

text: Der Lithium-Eisenphosphat-Akkumulator Sony Fortelion hat nach 10.000 Zyklen mit 100 % Entladungsgrad noch eine Restkapazität von 71 %. Dieser Akkumulator ist seit 2009 auf dem Markt.


title: Akkumulator

text: In Solarbatterien eingesetzte Lithium-Ionen-Akkumulatoren weisen teilweise eine sehr hohe Zyklenfestigkeit von mehr als 10.000 Lade- und Entladezyklen und eine lange Lebensdauer von bis zu 20 Jahren auf.


title: Akkumulator

text: Varta Storage gibt auf seine Produktfamilie Engion Family und engion home eine Garantie von 14.000 Vollzyklen und einer Lebensdauer von 10 Jahren.


title: Akkumulator

text: Die Lebensdauer von stationären Batterien bei konstanter Raumtemperatur von 10–25 °C kann bei Antriebsbatterien nur durch Thermomanagement erreicht werden. Ungleiche Temperaturschwankungen der Zellen innerhalb der Antriebsbatterie führen zu Kapazitätsunterschieden und zu unterschiedlicher Alterung der Zellen. Die verfügbare Kapazität eines Lithium-Akkus sinkt mit fallender Betriebstemperatur, besonders unterhalb der 25 °C Betriebstemperatur, bei der die Nennkapazität bestimmt wird, und sollte den Gefrierpunkt des Elektrolyten wegen Eisbildung nicht unterschreiten. Andererseits altert eine Zelle umso schneller, je höher die Betriebstemperatur ist, mit stark steigender Tendenz oberhalb von ca. 40 °C. Ziel des Thermomanagements ist, dass zur selben Zeit alle Zellen im Volumen die gleiche Temperatur haben, die eine möglichst hohe Leistung bei geringer Alterung bereitstellt.


title: Akkumulator

text: Weiterhin beeinflusst das BMS wesentlich die Kapazität der in Reihe geschalteten Zellen, die beim passiven Balancieren durch die schwächste Zelle bestimmt wird. In der Folge wird sowohl die Gesamtkapazität verringert als auch die schwächste Zelle am meisten beansprucht, wodurch diese am schnellsten altert. Demgegenüber kann das aufwändige aktive Balancieren einen Ladungsausgleich von den Zellen hoher Kapazität zu denen geringer Kapazität durchführen und die Lebensdauer und die Kapazität aller Zellen auch einer nicht mehr homogenen, älteren Batterie verfügbar halten. Die Hersteller gewähren entsprechend ihrer Technik stark unterschiedliche Garantien auf die Laufleistung von Antriebsbatterien.


title: Akkumulator

text: Die Organisation "Plug in America" führte unter Fahrern des Tesla Roadster eine Umfrage bezüglich der Lebensdauer der verbauten Akkus durch. Dabei ergab sich, dass nach 100.000 Meilen bzw. ca. 160.000 km für die Akkus noch eine Restkapazität von 80 bis 85 Prozent angegeben wurde (keine Angaben über die Messung in der Quelle). Dies war unabhängig davon, in welcher Klimazone das Fahrzeug bewegt wurde. Der Tesla Roadster wurde zwischen 2008 und 2012 gebaut und verkauft. Für seine 85-kWh-Akkus im Tesla Model S gibt Tesla 8 Jahre Garantie mit unbegrenzter Laufleistung.


title: Akkumulator

text: Das meistverkaufte Elektroauto ist der Nissan Leaf, welcher seit 2010 produziert wird. Nissan gab 2015 an, dass bis dahin nur 0,01 Prozent der Akkus wegen Defekts oder Problemen ausgetauscht werden mussten, und das auch nur aufgrund extern zugefügter Schäden. Dabei gibt es vereinzelt Fahrzeuge, die bereits mehr als 200.000 km gefahren sind. Auch diese hätten keine Probleme mit dem Akku.


title: Akkumulator

text: Ein auf 60 Grad Betriebstemperatur erwärmter Lithium-Eisenphosphat-Akkumulator soll nach Berechnungen von Wissenschaftlern bei einer täglichen Nutzung von 50 Kilometern 3,2 Millionen Kilometer halten.


title: Akkumulator

text: Die Ladezeit eines Akkus bzw. einer Batterie aus Akkumulatorzellen ist abhängig von verschiedenen Faktoren. Dazu zählen Parameter wie der Innenwiderstand, der direkten Einfluss auf den Ladestrom hat und wiederum von der Temperatur beeinflusst wird. Kürzere Ladezeiten bedeuten höhere Strombelastung und höheren Verschleiß, stehen also im Zielkonflikt zur Lebensdauer des Akkumulators. Je nach Anwendung, Zellchemie und technischer Umsetzung (Klimatisierung, Überwachung) sind daher die praktisch erreichbaren Ladezeiten sehr unterschiedlich.


title: Akkumulator

text: Der vom Hersteller empfohlene /zulässige Ladestrom wird dabei über den C-Faktor beschrieben und ist u. a. auch abhängig vom Ladezustand. Die Ladespannung ist durch die Zellchemie und den Batterieaufbau bestimmt. Aus diesen beiden Parametern ergibt sich eine obere Grenze der maximalen Ladeleistung, die zugunsten einer höheren Lebensdauer oft noch reduziert wird. Die praktisch erreichbaren Ladezeiten sind daher meist höher als die technisch möglichen Ladezeiten. Als äußere Faktoren sind neben der Temperatur die zur Verfügung stehende Spannungs- und Stromquelle und das angewendete Ladeverfahren zu nennen. Die Akkuzellhersteller geben die einzuhaltenden Parameter und Nutzungsfenster in ihren Datenblättern vor, die von den Herstellern der Endprodukte beachtet werden müssen.


title: Akkumulator

text: Für klassische Akkus, wie Blei, NiCd und NiMH sind Laderaten bei Normalladung von 0,1 C bis 0,2 C üblich. Das entspricht Ladezeiten von 5–10 Stunden. Bei modernen Lithiumakkus ist in den Datenblättern der Hersteller meist mit 0,5 C die Normalladung spezifiziert, was 2 Stunden Ladedauer entspricht. Zusätzlich wird ein maximal erlaubter, höherer Ladestrom angegeben, beispielsweise 3 C, was eine Aufladung in 20 Minuten ermöglichen würde. Praktisch sind Ladezeiten von 1,5 bis 4 Stunden im Mobilgerätebereich üblich. Elektroautos wie Tesla Model S, Renault Zoé, BMW i3, Nissan Leaf usw. können ihre Akkus an derzeitigen (2017) Schnellladestationen innerhalb von etwa 30 Minuten zu 80 Prozent aufladen.


title: Akkumulator

text: Allerdings können heutige Lithium-Akkus oft auch deutlich schneller geladen werden. Im Modellbaubereich sind Ladezeiten von 10 bis 15 Minuten bei Schnellladung üblich. Die Obergrenze der Ladeleistung wird gerade bei größeren Batterien von Elektrofahrzeugen in der Praxis nicht mehr von den Akkumulatorzellen, sondern vom Aufbau der Traktionsbatterie (Klimatisierung) und von der verfügbaren Ladetechnik bestimmt. So können neue Schnellladesysteme Elektroautos mit entsprechend konstruierten Traktionsbatterien innerhalb von etwa 15 min zu 80 Prozent aufladen.


title: Akkumulator

text: Ein auf 60 Grad Betriebstemperatur erwärmter Lithium-Eisenphosphat-Akkumulator soll nach Angaben von Wissenschaftlern innerhalb von 10 Minuten Strom für eine Reichweite eines PKWs von 290 Kilometern laden können.


title: Akkumulator

text: Forscher der Justus-Liebig-Universität Gießen haben zusammen mit Wissenschaftlern der BASF SE eine neue reversibel arbeitende Zelle auf Basis von Natrium und Sauerstoff entwickelt. Als Reaktionsprodukt tritt hierbei Natriumsuperoxid auf.


title: Akkumulator

text: Wissenschaftler der Universität Oslo aus Norwegen haben einen Akkumulator entwickelt, der unterhalb einer Sekunde wieder aufgeladen werden kann. Nach Meinung der Wissenschaftler wäre dieser Akkumulator interessant u. a. für Stadtbusse, die so an jeder Haltestelle geladen werden könnten und somit nur eine relativ kleine Batterie benötigen würden. Ein Nachteil ist, so die Forscher, dass je größer die Batterie ist, je größer muss auch der Ladestrom sein. Somit kann der Akku nicht sehr groß sein. Nach Angaben der Forscher könnte der neuartige Akku auch als Puffer in Sportwagen eingesetzt werden, um kurzfristig Leistung bereitzustellen. Vorerst denken die Forscher aber an Einsatzbereiche in Klein- und Kleinstgeräten.


title: Akkumulator

text: In Laboratorien des Unternehmens StoreDot aus Israel können Berichten zufolge erste Labormuster von nicht näher spezifizierten Akkus in Mobiltelefonen (Akkukapazität im Bereich um 1 Ah) mit Stand April 2014 in 30 Sekunden geladen werden. Das gleiche Unternehmen entwickelte auch einen Akkumulator für E-Autos, der in 5 Minuten voll aufgeladen ist und dann 160 Kilometer Reichweite bietet. Er besitzt anstatt einer üblichen Graphitelektrode eine Elektrode aus Germaniumnanopartikeln, langfristig soll dafür aber Silizium verwendet werden. Der Akku soll schon industriell gefertigt werden können, aber es gibt noch keine geeigneten Ladesäulen.


title: Akkumulator

text: Forscher aus Singapur haben 2014 einen Akku entwickelt, der nach 2 Minuten zu 70 Prozent aufgeladen werden kann. Die Akkus setzen auf die Lithium-Ionen-Technik. Jedoch besteht die Anode, der negative Pol in der Batterie, nicht mehr aus Graphit, sondern einem Titandioxid-Gel. Das Gel beschleunigt die chemische Reaktion deutlich und sorgt so für ein schnelleres Aufladen. Insbesondere sollen diese Akkus in Elektroautos verwendet werden. Bereits im Jahr 2012 haben Forscher der Ludwig-Maximilian-Universität in München das Grundprinzip entdeckt.


title: Akkumulator

text: Festkörperakkumulatoren sind eine spezielle Bauform, bei welchem beide Elektroden und auch der Elektrolyt aus verschiedenen, festen Materialien bestehen. Da keine Flüssigkeiten vorhanden sind, gibt es kein Problem mit Undichtigkeiten, sollte der Akkumulator beschädigt werden.


title: Akkumulator

text: An der Universität Linköping ist es Forschern gelungen, einen Akkumulator aus organischen Materialien herzustellen. Diese basieren auf Redox-Flow-Batterien und enthalten als Elektroden den Kunststoff PEDOT, der dotiert wurde, und als Elektrolyt eine Lösung aus Wasser und Chinonen. Der Akku ist vollständig recycelbar und sehr billig, allerdings hat er immer noch eine geringere Energiedichte als vergleichbare Redox-Flow-Batterien mit dem teuren Metall Vanadium.


title: Akkumulator

text: Wissenschaftler der Stanford-Universität in Kalifornien haben einen neuartigen Akku mit sehr günstigen Eigenschaften entwickelt. Bei dem Aluminium-Ionen-Akkumulator besteht die Anode aus Aluminium und die Kathode aus Grafit. Der Akku schafft mehr als 7500 Ladezyklen ohne Qualitätseinbußen. Die zur Fertigung des Akkus notwendigen Materialien sind sehr kostengünstig und zudem sehr leicht. Der Akku kann nicht in Brand geraten, selbst wenn man den Akku durchbohrt. Der Ladevorgang beträgt eine Minute. Zudem ist der Akku biegsam und kann somit in eine gewünschte Form gebogen und gefaltet werden. Der Akku ist noch nicht marktreif, da die Spannung und die Energiedichte noch zu gering sind.


title: Akkumulator

text: Nach Schätzungen werden bis 2025 bzw. spätestens 2030 die Lithium-Schwefel wie auch die Lithium-Luft-Akkutechnologie im Automobilbereich einsetzbar sein. Beide haben eine höhere Energiedichte als die im Jahr 2015 eingesetzte Lithium-Ion-Technologie und versprechen höhere Reichweiten in der Elektromobilität.


title: Akkumulator

text: In Deutschland unterstützt das BMBF seit 2013 die Forschung an einem Magnesium-Luft-Akkumulator, der ohne Lithium auskommt. Solche Akkumulatoren haben eine hohe Kapazität und der Rohstoff ist in ausreichenden Mengen vorhanden, doch ist die Lebensdauer bislang gering.


title: Akkumulator

text: Ein Team, angeführt von "Yan Yu", an der "Chinesische Universität für Wissenschaft und Technik" in Hefei haben einen Akku entwickelt, der eine hohe Kapazität und Spannung aufweist, auch wenn er 2.000 Mal ge- und entladen wurde (96 % Kapazität blieben erhalten). Er basiert auf Tri-Natrium-Di-Vanadium-Triphosphat (NaV(PO)) im Innern eines Graphenemischmaterials. Wissenschaftler am japanischen Nagoya Institute of Technology untersuchten ebenfalls Natrium als Akkumaterial und identifizierten die Natrium-Vanadium-Verbindung NaVO als geeignetes Kathodenmaterial. Wegen niedriger Energiedichte wird dabei zunächst an einen stationären Einsatz gedacht.


title: Akkumulator

text: Bleiakkumulatoren kosten typischerweise 355 €/kWh (Stand 2014). Die Preise für Li-Ion-Akkus sind in den letzten Jahren deutlich gefallen: 2007 lagen die Kosten noch bei mehr als 1000 US-Dollar/kWh, 2014 noch bei 300 Dollar/kWh, 2019 bei 156 Dollar/kWh, Tendenz weiter fallend. So gab z. B. die Chefin von General Motors, Mary Barra 2016 bekannt, dass die Akkukosten des Chevrolet Bolt bei ca. 145 Dollar/kWh liegen würden. Für 2022 rechnete sie mit Akkukosten von 100 Dollar/kWh. Eric Feunteun, Leiter der Sparte Elektromobile bei Renault, teilte im Juli 2017 mit, dass Renault pro kWh Akku 80 Dollar bezahlt. Auch die Marktpreise für Li-Ion-Akkus einschließlich Gewinnmarge sollen bis 2030 unter 100 $/kWh sinken.


title: Akkumulator

text: Für 2015 gab das Energieministerium der Vereinigten Staaten die Kosten von Lithium-Ionen-Akkumulatoren für Elektroautos mit ca. 250 $/kWh an; angestrebt wird ein Wert von 125 $/kWh im Jahr 2022. Ursachen für den Preisrückgang sind die zunehmende Massenproduktion, welche die Stückkosten durch bessere Technologien und Skaleneffekte verringert hat.


title: Akkumulator

text: An der Pennsylvania State University wurde ein LEP-Akku entwickelt, der ohne das seltene Kobalt auskommt und daher günstiger zu produzieren sein sollte.


title: Akkumulator

text: Akkumulatoren werden oft verwendet, wenn ein elektrisches oder elektronisches Gerät ohne dauerhafte Verbindung zum festen Stromnetz oder zu einem Generator betrieben werden soll. Da sie teurer sind als nicht wiederaufladbare Primärbatterien, kommen sie vor allem in solchen Geräten zum Einsatz, die regelmäßig benutzt werden und einen nicht vernachlässigbaren Strombedarf haben, wie in Mobiltelefonen, Laptops oder Akkuwerkzeugen.


title: Akkumulator

text: Auch in Kraftfahrzeugen dient ein Akku in Form der Starterbatterie dazu, Strom für Licht, Bordelektronik und vor allem den Anlasser zum Starten des Verbrennungsmotors zu liefern. Läuft der Motor, wird der Akkumulator über die als Generator arbeitende Lichtmaschine wieder aufgeladen. Ähnliches gilt für Schiffe und Flugzeuge.


title: Akkumulator

text: Beim elektrischen Antrieb von Elektrofahrzeugen werden deren Akkus zur Unterscheidung von bloßen Starterbatterien dann als Traktions-Akkumulatoren bezeichnet und zu Traktionsbatterien (häufig als Antriebsbatterie bezeichnet) zusammengeschaltet. Genutzt werden Antriebs- bzw. Traktionsbatterien in Elektroautos, Elektromotorrädern, Elektromotorrollern, Batteriebussen und Elektrolastkraftwagen. Immer beliebter werden Pedelecs, ein spezielles Elektrofahrrad. In der Entwicklung befinden sich zudem Elektroflugzeuge für Kurzstreckenflüge.


title: Akkumulator

text: Akkus kommen in Form von Batterie-Speicherkraftwerken oder Solarbatterien auch zum Einsatz, um Schwankungen bei der regenerativen Erzeugung von Strom mit Wind und/oder Sonne auszugleichen. Batterie-Speicherkraftwerke werden u. a. eingesetzt zur Abdeckung von Spitzenlasten im Stromnetz und auch zur Netzstabilisierung in Stromnetzen. Möglich ist auch der Betrieb als Inselanlage in einem Inselnetz, wenn sich eine abgelegene Verbrauchsstelle nicht oder nur zu unverhältnismäßig hohen Kosten an das Stromnetz anschließen lässt. Oft sind solche Verbrauchsstellen zusätzlich noch mit einem Notstromaggregat ausgerüstet, das einspringt, bevor die Ladung der Akkus z. B. nach mehrtägiger Windstille nicht mehr ausreicht. Beispiele für solche Installationen sind nicht nur abgelegene Hütten, Mobilfunk-Basisstationen in wenig erschlossenen Regionen oder Weltraumsatelliten, sondern auch viele Parkscheinautomaten, bei denen ein Anschluss an das Stromnetz teurer wäre als die Installation einer Solarzelle und eines Akkumulators.


title: Akkumulator

text: Konventionelle U-Boot-Antriebe bestehen aus Dieselmotoren mit Generatoren (Fahren und Laden der Akkumulatoren bei nicht getauchter Fahrt/Schnorcheln) und mit Akkumulatoren betriebenen Elektromotoren (Tauchfahrten).


title: Akkumulator

text: Akkumulatoren dienen in Systemen zur unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV) auch zur kurz- bis mittelfristigen Überbrückung von Ausfällen der stationären Energieversorgung. Wichtige Bereiche, die es mit einer Notstromversorgung abzusichern gilt, sind z. B. Rechenzentren, Alarmsysteme und lebenserhaltende Systeme in Krankenhäusern. Werden hohe Leistungen benötigt oder sind längere Zeiträume zu überbrücken, wird noch ein Dieselgenerator zusätzlich installiert; die Akkus übernehmen dann die Versorgung nur so lange, wie der Dieselgenerator zum Anspringen und Erreichen der Nenndrehzahl benötigt. Falls die so zu überbrückende Zeit nur kurz ist, können dafür auch andere Systeme als Akkumulatoren eingesetzt werden, insbesondere auf der Basis von Schwungmassen oder gar Kondensatoren.


title: Akkumulator

text: Aus der Anwendung der oben genannten Kriterien ergeben sich für jeden Akkutyp einige typische Anwendungsgebiete, wobei insbesondere bei NiCd-, NiMH- und Li-Ion-Akkus die Übergänge fließend sind:


title: Akkumulator

text: Als Weiterentwicklung der herkömmlichen Akkumulatoren werden Brennstoffzellen-Systeme verwendet, die elektrische Energie mit Hilfe von Wasserstoff oder Methanol aus chemischer Energie erzeugen und diesen Prozess auch umkehren können (Reversible Brennstoffzelle). Brennstoffzellen erzeugen die elektrische Energie ohne exotherme Verbrennung und zusätzliche Umwandlungen. Da die Brennzelle selbst keine Energie speichern kann, müssen deshalb immer zusätzlich auch ein Speichersysteme verwendet werden, dessen Raumbedarf und Gewicht zu berücksichtigen ist. Dabei erfordern die Speichermedien Wasserstoff, Methanol und ähnliche Gase bzw. leichtflüchtige Flüssigkeiten andere technische Anforderungen als bei herkömmlichen Akkumulatoren. Dabei sind die Begriffe "elektrochemische Zelle" und Redox-Flow-Zelle parallel entstanden.


title: Akkumulator

text: Konkurrierende Energiespeicher sind Hydraulikspeicher, bei denen die Energie meist mechanisch gespeichert wird.


title: Akkumulator

text: Das Batteriegesetz besagt, dass Batterien und Akkumulatoren nicht in den Hausmüll geworfen werden dürfen. Mit der Zeit wird die Außenhülle einer Batterie oder eines Akkumulators durch Korrosion zersetzt, sodass umweltschädliche und giftige Chemikalien auslaufen. Passiert dies auf einer herkömmlichen Mülldeponie, gelangen die giftigen Schadstoffe in unser Ökosystem. Genauer gesagt, die Schadstoffe der Batterie versickern in unser Grundwasser und können so möglicherweise ins Trinkwasser gelangen oder Pflanzen schaden. Damit dies nicht geschehen kann, müssen Batterien und Akkus zum Sondermüll gegeben werden, wo sie umweltgerecht entsorgt werden.


title: Durchfall

text: Als Durchfall oder Diarrhoe (auch "Diarrhö"; von ‚Durchfall‘, ‚Bauchfluss‘, aus ‚durch‘ und ‚fließen‘; vgl. Ruhr) wird die mehrfache Ausscheidung von "zu flüssigem" Stuhl bezeichnet. Durchfall kann ein Symptom vieler Erkrankungen (z. B. Infektionen, Nahrungsmittelvergiftungen, Tumoren, Reizdarm, exokrine Pankreasinsuffizienz) sein. Weltweit leiden pro Jahr schätzungsweise rund vier Milliarden Menschen unter Durchfall, 7,5 Millionen Menschen (vor allem Kinder) sterben an den Folgen.


title: Durchfall

text: Die normale Frequenz (dreimal am Tag bis dreimal in der Woche) und Konsistenz (kaum geformt bis hart) des Stuhlgangs unterscheiden sich von Mensch zu Mensch. Auch die subjektive Einschätzung, was „normaler“ Stuhlgang sei, unterscheidet sich stark. Als "medizinische Definition" von Durchfall bei Erwachsenen gilt eine Stuhlmasse von über 200–250 g bei mehr als drei Stuhlgängen pro Tag und hohem Wasseranteil (über 75 Prozent).


title: Durchfall

text: Ein akuter Durchfall verläuft meist leicht und heilt ohne weitere Maßnahmen (z. B. Medikamente) ab. Schwerer und länger andauernder Durchfall dagegen kann aufgrund des Wasser-/Elektrolytverlustes gefährlich sein und einer (medikamentösen) Therapie bedürfen.


title: Durchfall

text: Von der Diarrhoe abzugrenzen ist die Pseudodiarrhö, z. B. im Rahmen eines Reizdarmsyndroms. Dabei sind zwar Stuhlfrequenz und Wassergehalt gesteigert, das Stuhlgewicht aber nicht krankhaft erhöht. Ebenfalls kein Durchfall im eigentlichen Sinne ist die paradoxe Diarrhö mit eher vermindertem Stuhlgewicht, die Symptom eines Darmkrebses sein kann.


title: Durchfall

text: Nach der Dauer des Durchfalls kann – etwas unscharf – eine akute von einer chronischen Diarrhö unterschieden werden. Die "akute Diarrhö" dauert maximal zwei bis drei Wochen und hat meist infektiöse oder toxische Ursachen. Länger andauernde Durchfälle werden als "chronische Diarrhöen" bezeichnet, für die viele Ursachen wie Nahrungsmittelintoleranzen, chronische Darmerkrankungen oder Tumoren in Frage kommen.


title: Durchfall

text: Durchfall kann weiter nach dem Pathomechanismus, also danach, wie die Krankheit entsteht, unterschieden werden. Die Krankheiten und Mechanismen werden im Detail unter „Ursachen“ erklärt.


title: Durchfall

text: Diarrhö-Formen lassen sich auch sinnvoll nach der Ursache einteilen. Infektionen und Nahrungsmittelunverträglichkeiten führen meist zu akuter Diarrhö, während chronische Darmerkrankungen, Erkrankungen des exokrinen Pankreas und Karzinome Beispiele für die Ursachen einer chronischen Diarrhö sind.


title: Durchfall

text: Der häufigste Auslöser einer Diarrhö sind Bakterien und Viren, die zu einer Gastroenteritis führen. Der weltweit bedeutendste Keim ist der Erreger der Cholera, "Vibrio cholerae", an der weltweit rund sechs Millionen Menschen erkranken und über 100.000 sterben. In Deutschland ist die Cholera allerdings extrem selten, hier werden Infektionen häufig verursacht durch Humane Noroviren und Humane Rotaviren oder "Salmonellen". Oft werden auch Durchfälle durch verdorbene Lebensmittel verursacht: Auslöser sind hier von Bakterien produzierte Toxine (siehe unten: „Lebensmittelvergiftung“).


title: Durchfall

text: In Deutschland besteht eine Meldepflicht für viele Durchfallerreger. Bei 30 bis 50 % aller Reisenden in (sub)tropische Länder kommt es zur Ausbildung einer Reisediarrhö von unterschiedlicher Schwere. Die wichtigste Schutzmaßnahme vor allen Formen infektiöser Diarrhö ist die persönliche Hygiene und der Konsum von nicht belastetem Wasser und Lebensmitteln.


title: Durchfall

text: Sehr häufig werden Durchfälle auch von Viren verursacht. Die Hauptvertreter dieser Viren sind Humane Rotaviren und Humane Noroviren. In den (sub)tropischen Ländern spielt auch mehr noch als in den nördlichen Ländern die Darmparasitose eine wichtige Rolle bei den Durchfallerkrankungen.


title: Durchfall

text: Eine "Lebensmittelvergiftung" führt zum Durchfall, weil sich in dem verdorbenen Lebensmittel Bakterien vermehren und dabei Giftstoffe, so genannte Enterotoxine, bilden konnten. Vertreter dieser Bakterien sind "Staphylococcus aureus", "Clostridium perfringens" und "Bacillus cereus". Die Vermehrung der Bakterien wird begünstigt durch ungenügende Hygiene bei der Zubereitung und zu warme Lagerung. Eigentlicher Auslöser des Durchfalls sind also nicht die Bakterien selbst, sondern die Aufnahme der schon gebildeten Enterotoxine. Da die Enterotoxine beispielsweise von "Staphylococcus aureus" sehr stabil gegenüber Hitze sind, schützt auch das Kochen bereits verdorbener Speisen nicht.


title: Durchfall

text: Häufig anzutreffen ist auch die "Laktoseintoleranz". In Deutschland sind ca. 15 % der Bevölkerung betroffen, in asiatischen Volksgruppen über 95 %. Je nach Schwere der Intoleranz kommt es zu Blähungen, Durchfall und Bauchschmerzen. Im Darm kann Milchzucker (Laktose) durch das Enzym Laktase zu den Einfachzuckern Glucose und Galactose gespalten werden. Bei Laktoseintoleranz – die für den überwiegenden Teil der erwachsenen Weltbevölkerung der Normalfall ist – fehlt dieses Enzym ganz oder teilweise, sodass Laktose im Dickdarm von Bakterien gespalten wird. Dabei entstehen die Gase Kohlendioxid und Wasserstoff und kurzkettige Fettsäuren, die osmotisch aktiv sind, also Wasser anziehen, und so Durchfall auslösen. Mit dem Laktose-Atemtest lässt sich diese Ursache relativ einfach abklären.


title: Durchfall

text: Eine andere Form der Nahrungsmittelunverträglichkeit sind "Nahrungsmittelallergien", z. B. gegen Erdbeeren, Milch, Nüsse, Eiweiß oder Fisch.


title: Durchfall

text: Die Einnahme von "Antibiotika" kann zu Durchfall führen, da sie nicht nur auf bakterielle Krankheitserreger wirken, sondern auch die Bakterien der physiologischen Darmflora schädigen. Das Spektrum des Antibiotika-assoziierten Durchfalls reicht von nur wenig, aufgeweichtem Stuhl bis hin zur Clostridioides-difficile-assoziierten Diarrhö mit der ernsten Komplikation einer pseudomembranösen Kolitis.


title: Durchfall

text: Natürlich kann der Gebrauch und Missbrauch von abführenden Medikamenten, den so genannten "Laxanzien", ebenfalls zu Durchfall führen. Insbesondere der Laxanzienmissbrauch mit dem Ziel der Gewichtsreduktion führt zu Elektrolytverlusten, die ihrerseits zu Verstopfung oder im Extremfall zu lebensgefährlichen Herzrhythmusstörungen führen können.


title: Durchfall

text: Diarrhö ist auch eine mögliche Nebenwirkung einiger "weiterer Medikamente", zum Beispiel Krebsmedikamenten (Zytostatika) und Eisenpräparaten, oder Nahrungsergänzungsmitteln wie zum Beispiel Vitamin C (Ascorbinsäure). Auch der übermäßige Konsum des Zuckeraustauschstoffs Sorbitol (z. B. in Kaugummis) wirkt abführend.


title: Durchfall

text: Die „schlechte Verwertung“ von Nährstoffen wird als „Malassimilation“ bezeichnet. Es wird weiter unterschieden zwischen Krankheiten, bei denen die Nahrung nicht richtig „zerlegt“ wird (Maldigestion), und Krankheiten, bei denen die Aufnahme der aufgespaltenen Nahrungsbestandteile gestört ist (Malabsorption).


title: Durchfall

text: Zu einer Maldigestion führen die operative Entfernung des Magens (Gastrektomie), eine unzulänglich arbeitende Bauchspeicheldrüse (exokrine Pankreasinsuffizienz), der Verlust von Gallensäuren oder der Verschluss der Gallenwege. Alle diese Erkrankungen haben gemein, dass die zur Aufspaltung der zugeführten Nahrung notwendigen Verdauungsenzyme nicht im Darm ankommen oder erst gar nicht, bzw. nicht in ausreichender Menge, produziert werden.


title: Durchfall

text: Bei einer Malabsorption werden die Nährstoffe von der Darmschleimhaut nicht aufgenommen. Das ist zum Beispiel bei der einheimischen Sprue (Glutenunverträglichkeit), Morbus Whipple, Amyloidose oder nach Entfernung des Dünndarms der Fall.


title: Durchfall

text: Zur ärztlichen Basisdiagnostik bei Durchfallerkrankungen gehört eine Anamnese, bei der insbesondere Häufigkeit des Stuhlgangs, Stuhlbeschaffenheit und Schmerzen abgefragt werden sollten. Auslandsaufenthalte und Medikamenteneinnahmen sollten ebenfalls eruiert werden. Bei der grundlegenden körperlichen Untersuchung wird der Bauch abgetastet (Palpation) und abgehört (Auskultation), bei dieser Gelegenheit sollte auch auf Zeichen einer Austrocknung (Exsikkose) geachtet werden. Zusätzlich kann es nötig sein, den Stuhl in Augenschein zu nehmen (Stuhlvisite) sowie eine digital-rektale Untersuchung durchzuführen.


title: Durchfall

text: Der Versuch, eventuell vorhandene Krankheitserreger spezifisch nachzuweisen, ist in unkomplizierten Fällen – insbesondere unter Kosten-Nutzen-Gesichtspunkten gesehen – medizinisch nicht nötig. Bei der Identifizierung von Ausbruchsgeschehen und bezüglich der gesetzlichen Meldepflicht ist sie jedoch notwendig.


title: Durchfall

text: Wenn möglich sollte – wie bei jeder Erkrankung – die Ursache erkannt und behoben werden (kausale Therapie). Eine antibiotische Therapie ist in den meisten Fällen nicht nötig oder sinnvoll.


title: Durchfall

text: Die wichtigste Maßnahme – vor allem bei länger andauerndem Durchfall – ist der Ersatz des verloren gegangenen Wassers und der Elektrolyte. Das kann – je nach Schwere des Durchfalls – oral oder parenteral (mittels eines venösen Zugangs) erfolgen. Dazu stehen fertige Elektrolytmischungen zur Verfügung, es kann aber auch auf eine selbst hergestellte orale Rehydratationslösung zurückgegriffen werden. Das ist insbesondere in Entwicklungsländern relevant, da dort Durchfallerkrankungen wie Cholera regelmäßig vorkommen, entsprechende Medikamente aber oft nicht zur Verfügung stehen. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) empfiehlt derzeit folgende Elektrolytmischung pro Liter sauberem (oder abgekochtem) Trinkwasser:


title: Durchfall

text: Neben der Zufuhr an Elektrolyten wird durch den zugesetzten Zucker die Aufnahme des Wassers in den Körper erleichtert, da Glukose stets zusammen mit Natrium aus dem Darm aufgenommen wird und dem Natrium dann passiv Wasser nachfolgt.


title: Durchfall

text: Falls fertige Rehydratationslösungen nicht zur Verfügung stehen, kann diese Mischung näherungsweise auch selbst hergestellt werden. Dafür werden folgende Zutaten in einem bestimmten Verhältnis in einem Liter (gekochtem und abgekühltem) Trinkwasser (z. B. Mineralwasser ohne Kohlensäure) gelöst:


title: Durchfall

text: Obwohl dieses Rezept eine halbwegs gute Annäherung an die von der WHO empfohlene Zusammensetzung ist, wird sie aufgrund der potentiellen Risiken (z. B. falsche Zubereitung) nicht für Kinder unter fünf Jahren empfohlen, da diese besonders sensibel auf Elektrolytschwankungen reagieren. Es finden sich zahlreiche Abweichungen dieser selbst hergestellten Lösung im Internet, die jedoch größtenteils auf den veralteten Empfehlungen der WHO basieren.


title: Durchfall

text: Die früher gebräuchliche Elektrolyttherapie mit einer Kombination aus Softdrink (z. B. Cola) und Salzgebäck wird hingegen nicht mehr empfohlen. Cola enthält mehr als die achtfache der von der WHO für die Rehydratationslösung empfohlenen Menge Zucker (≥ 110 g/L) und weist somit eine massiv erhöhte osmolare Aktivität auf (bis zu 780 mOsm/L), durch die Wasser gebunden und der Durchfall in aller Regel verstärkt wird. Der dadurch entstandene relative Natriumüberschuss im Blut (Hypernatriämie) sowie der nicht abgedeckte (und durch Cola verstärkte) Mangel an Kalium (Hypokaliämie) belasten das ohnehin schon verschobene Elektrolytgleichgewicht im Körper.


title: Durchfall

text: Opioide und Opiate kennt man vor allem aus der Behandlung starker Schmerzen. Sie wirken auch verstopfend, was bei der symptomatischen Durchfallbehandlung genutzt wird. Opioide hemmen die Darmbewegungen (Darmmotilität). Als Agonist der Opioidrezeptoren vermitteln sie eine Hemmung der Acetylcholinfreisetzung und haben daher eine obstipierende Wirkung. Medikamente wie das Opioid Loperamid (zum Beispiel "Imodium") können dem Patienten Linderung verschaffen, dürfen aber nicht bei schweren bakteriellen Darminfektionen eingesetzt werden, die mit Fieber und blutigem Durchfall einhergehen, da die Elimination der Krankheitserreger und die Ausscheidung von Giftstoffen (Toxinen) unterdrückt wird. Bei Kindern unter zwei Jahren kann Loperamid zudem ins Nervensystem vordringen und dort zu Atemhemmung und Delirium führen, während bei älteren Kindern und Erwachsenen der Übertritt ins Nervensystem durch die Blut-Hirn-Schranke verhindert wird. Aus diesem Grund darf Loperamid bei Kindern unter zwei Jahren nicht zum Einsatz kommen und sollte bei Kindern zwischen zwei und zwölf Jahren nur sehr vorsichtig nach dem Körpergewicht dosiert werden. Grundsätzlich sollte Loperamid nur kurzfristig (max. 48 Stunden) und bevorzugt als überbrückendes Reisemedikament bei schweren Durchfällen angewendet werden, bis man entsprechende ärztliche Versorgung erreicht.


title: Durchfall

text: Wenn Durchfälle mit anderen Mitteln nicht erfolgreich behandelt werden können, kann Opiumtinktur verschrieben werden. Seit August 2018 ist Eingestellte Opiumtinktur unter dem Handelsnamen Dropizol (ATC Code A07DA02, Gruppe Motilitätshemmer) als Fertigarzneimittel in Deutschland und weiteren Ländern verfügbar. Es ist zugelassen zur Behandlung schwerer Durchfälle, z. B. bei Diarrhö durch Zytostatika, Bestrahlung oder neuroendokrine Tumoren, wenn durch Anwendung anderer Antidiarrhoika keine ausreichende Wirkung erzielt wurde. Die Anwendung und die Behandlungsergebnisse werden derzeit in einer prospektiven Studie in Deutschland und Österreich untersucht. Die schmerzstillende Wirkung von Opiumtinktur kommt vor allem durch das Morphin zustande, während alle darin enthaltenen Alkaloide im Zusammenspiel den Durchfall lindern. Opiumtinktur greift im Magen-Darm-Trakt vor allem an μ-Opioid-Rezeptoren an, verringert die Darmmotilität, vermindert die Sekretion, verlangsamt die Darmperistaltik, und erhöht den Tonus des Analsphinkters. Die Dosis zur Durchfallbekämpfung ist deutlich kleiner als jene zur Schmerzbekämpfung. Opiumtinktur muss auf einem BtM-Rezept verschrieben werden.


title: Durchfall

text: Eine antibiotische Therapie ist in den meisten Fällen nicht sinnvoll, ist aber zwingend bei Typhus, Cholera, Giardiasis (Lamblienruhr), Amöbiasis (Entamoeba histolytica), bei Clostridioides difficile, das bei Kindern auftritt, wenn diese älter als ein Jahr sind.


title: Durchfall

text: Ebenfalls kann die Therapie mit Antibiotika (z. B. mit "Ciprofloxacin", "Metronidazol" oder "Cotrimoxazol") bei Abwehrschwäche (z. B. Aids, fortgeschrittenes Alter) oder besonders schwerem Verlauf angezeigt sein.


title: Durchfall

text: Keinesfalls angewendet werden dürfen Antibiotika bei durch EHEC (enterohämorrhagische E. Coli) verursachtem Durchfall, da sie in diesem Fall zu einem lebensgefährlichen Nierenversagen führen können. Gut untersucht ist die Gabe von Antibiotika bei der Reisediarrhö. Eine vorbeugende (prophylaktische) Gabe von Antibiotika sollte auf keinen Fall erfolgen, vor allem, weil sie die Entstehung von resistenten Erregern fördern kann. Bei vorliegender Reisediarrhö kann die Dauer des Durchfalls mit der Einnahme von Antibiotika in einigen Fällen verkürzt werden.


title: Durchfall

text: Eine deutsche Multicenterstudie an 131 Arztpraxen konnte zeigen, dass eine Pflanzenkombination mit Myrrhe (plus Kamille und Kaffeekohle) bei Darmerkrankungen mit chronischem und akutem Durchfall wirksam und verträglich ist. Besonders gut linderte die pflanzliche Dreierkombination die Durchfallsymptomatik bei Reizdarmpatienten. Myrrhe senkt den Spannungszustand der glatten Darmmuskulatur, verringert die Stärke der Darmkontraktionen und kann so Darmkrämpfe lindern.


title: Durchfall

text: Eine Substitution mit Verdauungsenzymen in Form von Enzymersatzpräparaten (Rizoenzyme oder Pankreatin) zu den Mahlzeiten ist sinnvoll, wenn eine exokrine Pankreasinsuffizienz Ursache der Durchfälle ist.


title: Durchfall

text: Bei Schäden der Darmflora, zum Beispiel nach vorhergehender antibiotischer Therapie, kann eine probiotische Behandlung helfen, den Stuhlgang wieder zu normalisieren. Untersuchungen zeigen, dass sich die zugeführten Bakterien nur erfolgreich ansiedeln können, wenn eine funktionierende, also dichte Darmbarriere vorliegt. Um den Effekt der Probiotika zu verbessern, ist es daher sinnvoll, gleichzeitig die Darmbarriere zum Beispiel mit einem Myrrhe-Arzneimittel zu stabilisieren.


title: Pinar Atalay

text: Atalays Eltern waren 1972 als türkische Gastarbeiter aus Istanbul nach Bösingfeld – einem Ortsteil von Extertal – gekommen, wo sie mit einem jüngeren Bruder und einer Schwester aufwuchs.


title: Pinar Atalay

text: Nach dem Abitur führte Atalay ein Jahr lang eine Boutique in Lemgo. Anschließend bewarb sie sich als Praktikantin bei Radio Lippe. Hier arbeitete sie später als freie Mitarbeiterin und Volontärin. Danach war sie eine Zeit lang Frühmoderatorin bei dem Lokalradio Antenne Münster.


title: Pinar Atalay

text: Im WDR Fernsehen moderierte Atalay regelmäßig die Sendung "Cosmo TV", für ARD-aktuell Nachrichtenmagazine und Sondersendungen, unter anderem auch für Das Erste (beispielsweise den "ARD-Brennpunkt"). Außerdem war sie als Reporterin und Moderatorin im NDR Fernsehen, im Hörfunk des NDR sowie von Radio Bremen tätig. Ab 2010 moderierte sie die "Phoenix Runde" auf dem Sender Phoenix. Von März 2014 bis Mai 2021 moderierte sie die "Tagesthemen", wo sie Caren Miosga und Ingo Zamperoni vertrat. Zudem führte sie ab Anfang 2014 durch das ARD-Wirtschaftsmagazin "Plusminus". Sie ist die erste "Tagesthemen"-Moderatorin mit türkischen Eltern.


title: Pinar Atalay

text: Atalay wechselte Anfang August 2021 zu RTL und moderiert dort unter anderem "RTL aktuell" sowie das neue Nachrichtenjournal "RTL Direkt" im Wechsel mit Jan Hofer.


title: Frequenzumrichter

text: Ein Frequenzumrichter ist ein Stromrichter, der aus der speisenden Wechselspannung eine andere Wechselspannung erzeugt.


title: Frequenzumrichter

text: Meist sind Ausgangs-Frequenz und Ausgangs-Amplitude veränderbar. Die Geräte dienen im Gegensatz zu „einfachen“ Umrichtern meist der Versorgung von Drehstrom-Asynchronmotoren, da sie Frequenz und Amplitude der Ausgangswechselspannung mittels Sensortechnik nach den Anwendungen des Motors und dessen aktueller Last einregeln. Sogenannte Servoumrichter besitzen zudem Eingänge für die Winkelposition des Rotors und können als Positionierantrieb verwendet werden.


title: Frequenzumrichter

text: Frequenzumrichter können je nach Bauart mit Einphasenwechselspannung, Dreiphasenwechselspannung oder Gleichspannung gespeist werden und daraus eine Dreiphasenwechselspannung für die Versorgung von Drehstrommotoren erzeugen.


title: Frequenzumrichter

text: Umrichter sind elektrisch ähnlich aufgebaut, dienen aber nicht der Steuerung und Versorgung eines elektrischen Motors, sondern arbeiten üblicherweise mit einer fixen Frequenz und Spannungsamplitude am Ausgang zur Versorgung mehrerer unterschiedlicher Verbraucher.


title: Frequenzumrichter

text: Frequenzumrichter und Umrichter sind elektronische Geräte ohne mechanisch bewegte Komponenten. Im Gegensatz dazu ist ein Umformer eine rotierende elektrische Maschine, wie sie unter anderem in Bahnstromumformerwerken verwendet wird.


title: Frequenzumrichter

text: Im Prinzip besteht der indirekte, statische Frequenzumrichter aus einem Gleichrichter, der einen Gleichspannungs-Zwischenkreis speist, und einem aus diesem Zwischenkreis gespeisten Wechselrichter. Der Zwischenkreis besteht aus einem Kondensator zur Glättung der Gleichspannung und Induktivitäten zur Entstörung. Als Gleichrichter kommen dabei sowohl ungesteuerte als auch gesteuerte Brücken zum Einsatz. Die Speisung des Zwischenkreises kann bei Verwendung einer gesteuerten Brücke auch mit einer aktiven Leistungsfaktorkorrektur (PFC) erfolgen.


title: Frequenzumrichter

text: Am Zwischenkreis können mehrere Wechselrichter angeschlossen werden, daher findet man diese Art Frequenzumrichter sehr häufig in Werkzeugmaschinen. Realisierbar ist auch ein Zwischenkreis welcher mit Gleichstrom und einer Glättungsdrossel als Speicherelement arbeitet. Das Speicherelement im Zwischenkreis, bei einem Gleichspannungskreis der Kondensator und bei Gleichstrom die Glättungsdrossel, überbrückt dabei die Lücken in der Energiezufuhr.


title: Frequenzumrichter

text: Außerdem gibt es Direktumrichter, auch als Matrixumrichter bezeichnet, die gänzlich ohne Zwischenkreis auskommen. Matrixumrichter benötigen eine lückenlose Energiezufuhr, üblicherweise werden diese Umrichter für Dreiphasenwechselstrom ausgelegt.


title: Frequenzumrichter

text: Der Wechselrichter arbeitet mit leistungselektronischen Schaltern (gesteuerten Brücken). Das können unter anderem Leistungstransistoren sein, wie


title: Frequenzumrichter

text: Er erzeugt durch Pulsdauermodulation (PDM) eine veränderliche Spannung. Die Höhe der resultierenden Ausgangsspannung und auch deren Frequenz können in weiten Grenzen geregelt werden. Neben der Pulsdauermodulation gibt es auch Sinusfrequenzumrichter mit selbst oszillierender variabler Taktfrequenz, diese erzeugen am Ausgang eine rein sinusförmige Spannung.


title: Frequenzumrichter

text: Um bremsen zu können, besitzen einfache Frequenzumrichter einen sogenannten Brems-Chopper, der die überschüssige Energie aus dem Zwischenkreis in einen Bremswiderstand leitet und dort in Wärme umwandelt. Ansonsten würde die Zwischenkreisspannung ansteigen und die Kondensatoren zerstören. Der Chopper (Unterbrecher) wird pulsdauer-gesteuert zur quasianalogen Regelung der Heizleistung.


title: Frequenzumrichter

text: Für Bremsleistungen ab 1 kW – die Grenze ist fließend – werden aufwendigere rückspeisefähige Frequenzumrichter verwendet. Deren Vorteil liegt, finanziell gesehen, weniger in der Reduktion der Energiekosten, sondern in der Einsparung des Bremswiderstandes und dessen Kühlung. Dessen Eingangsschaltung vor dem Zwischenkreis ähnelt der Ausgangsschaltung sehr, nur die Frequenzvorgabe erfolgt netzseitig und mit Blindleistungsminimierung.


title: Frequenzumrichter

text: Ein Direktrichter mit Thyristoren kann nur Ausgangsfrequenzen kleiner als die Eingangsfrequenz erzeugen. Zwischenkreisumrichter und Direktumrichter mit IGBTs können dagegen auch Ausgangsfrequenzen erzeugen, die oberhalb der Eingangsfrequenz liegen (bis mehrere hundert Hertz).


title: Frequenzumrichter

text: Direktumrichter sind immer rückspeisefähig. Ein weiterer Vorteil von Direktumrichtern ist, dass diese bei "gleicher" Ein- und Ausgangsfrequenz ohne Schaltvorgänge praktisch verlustfrei arbeiten (Brückenbetrieb). Daher sind diese als Schwer- oder Sanftanlaufschaltung für ansonsten gleichmäßig laufende Antriebe (bspw. Fahrstühle) besonders geeignet.


title: Frequenzumrichter

text: Werden Asynchronmotoren direkt am Wechselspannungsnetz betrieben, haben sie eine von ihrer Polpaarzahl und der Netzfrequenz abhängige feste Drehzahl, die Nenndrehzahl. Beim Anlauf entstehen hohe Stromspitzenwerte und das Drehmoment ist gering. Dem wird konventionell mit verschiedenen Mitteln entgegengewirkt. Dazu gehören Stern-Dreieck-Schaltung, Anlasstransformator und Thyristor-Anlasser mit Phasenanschnittsteuerung. Auf diese Weise kann jedoch kein höheres Drehmoment unterhalb der Nenndrehzahl erreicht werden, ein Betrieb oberhalb der Nenndrehzahl ist ebenfalls nicht möglich.


title: Frequenzumrichter

text: Frequenzumrichter ermöglichen es demgegenüber, stufenlos Drehzahlen von nahezu null bis zur Nenndrehzahl zu erreichen, ohne dass das Drehmoment sinkt (Grundstellbereich). Der Motor kann auch über Nenndrehfrequenz betrieben werden (Feldschwächbereich), dann sinkt das abgegebene Moment jedoch ab, da die Betriebsspannung nicht weiter der erhöhten Frequenz angepasst werden kann (Siehe U/f-Betrieb). Aufgrund dieser Eigenschaften sind Frequenzumrichter in der Industrie weit verbreitet und gestatten den Einsatz von preiswerten Standard-Asynchronmotoren in einem erweiterten Drehzahlbereich.


title: Frequenzumrichter

text: Der Grundstellbereich kann bei Motoren mit einer Typenschildangabe ihrer Leiterspannung von Δ/Y: 230 V/400 V an einem 400-V-Umrichter bis 87 Hz eingestellt formula_1 und dadurch mit höherer Drehzahl bei Nenndrehmoment betrieben werden, wenn er in Dreieckschaltung angeschlossen wird. (Dies gilt sinngemäß ebenso für andere Netzspannungen.) Zu beachten ist jedoch u. A., dass der Eigenlüfter eine höhere Belastung darstellt und die Eisenverluste (frequenzabhängig) steigen, sodass der Motor thermisch oder mechanisch überlastet werden kann.


title: Frequenzumrichter

text: Für die kleinste untere Drehzahl (bzw. untere Grenzfrequenz) ist die Schlupf-Drehzahl (= Synchron-Drehzahl abzüglich Asynchron-Drehzahl beim Bemessungsmoment) und die Polzahl der elektrischen Maschine maßgeblich. Die Schlupf-Frequenz formula_2 im Rotor errechnet sich aus der Beziehung: Schlupf-Drehzahl formula_3 mal Polzahl formula_4 geteilt durch 60: formula_5.


title: Frequenzumrichter

text: Die Schlupf-Frequenz muss für einen sicheren Betrieb überschritten werden (Faustformel: doppelte Schlupf-Frequenz für eine geeignete kleinste Drehzahl), da sonst der Motor im Stillstand blockiert. In modernen Umformern wird diese Einschränkung durch aktive Schlupfkompensation umgangen.


title: Frequenzumrichter

text: Durch Programmierung einer Frequenzrampe zum Anlauf sind auch schwierige Anlaufbedingungen ohne starke Überstromspitzen zu bewältigen.


title: Frequenzumrichter

text: Mit einer absteigenden Frequenzrampe ist auch das Abbremsen möglich. Viele Frequenzumrichter können dabei selbst überwachen, ob der Motor noch innerhalb eines zulässigen Schlupfes läuft und somit ein "Abreißen" des Drehfeldes verhindern. Umrichter mit Raumzeigermodulation (Space Vector Control) ermöglichen bei einem Asynchronmotor die getrennte Regelung von Drehmoment und Drehzahl, indem die Istfrequenz anhand der registrierten Rückwirkungen des Motors nachgeführt wird.


title: Frequenzumrichter

text: Frequenzumrichter werden insbesondere an Drehstrommotoren eingesetzt, um deren Anlauf- und Drehzahlverhalten zu verbessern oder zu erweitern. Frequenzumrichter gibt es inzwischen auch für ein- oder zweiphasige Wechselstrommotoren wie z. B. Kondensatormotoren, um auch diese in der Drehzahl zu regeln. Dabei übernimmt der Frequenzumrichter ggf. die Bereitstellung der bislang vom Kondensator erzeugten zweiten Phase.


title: Frequenzumrichter

text: Es gibt auch einphasige Frequenzumrichter, bei der am Einphasenmotor mit Kondensator keine Änderungen vorzunehmen sind. Das ist besonders interessant bei bereits vorhandenen Antrieben wie Pumpen, Lüftern, Tischbohrmaschinen oder Antrieben für Transportbänder. Mit Einschränkungen können auch Spaltpolmotoren an solchen Frequenzumrichtern betrieben werden. Die Geräte fahren den Kondensatormotor zunächst mit Nennfrequenz hoch und reduzieren dann die Frequenz entsprechend der gewünschten Drehzahl. Das ist erforderlich, da der Kondensator nur bei Nennfrequenz die zum Start erforderliche Hilfsphase erzeugen kann. Aufgrund dessen können solche Frequenzumrichter nicht das Anlaufmoment erhöhen.


title: Frequenzumrichter

text: Frequenzumrichter erzeugen starke elektrische Störsignale auf der Motorzuleitung, die nicht nur andere Verbraucher stören können, sondern auch im Motor zu einer erhöhten Isolierstoffbelastung führen. Die Motorzuleitung muss zur Vermeidung von Störabstrahlungen oft geschirmt werden. Abhilfe kann auch ein sog. Sinusfilter zwischen Umrichter und Motor schaffen. Solche Sinusfilter unterscheiden sich von einem Netzfilter durch ihre niedrigere Grenzfrequenz und höhere Belastbarkeit.


title: Frequenzumrichter

text: Bei Betrieb oberhalb der Nenndrehzahl treten im Motor erhöhte Wirbelstrom- und Hystereseverluste auf, was jedoch oft durch dessen ebenfalls schneller drehendes Lüfterrad ausgeglichen wird. Der Motor muss für die Frequenz für den Dauerbetrieb zugelassen sein. Langsamer drehende Motoren bis 3 Hz, wie oft in der Industrie verwendet, werden durch Fremdlüfter gekühlt, deren Drehzahl von einem sogenannten Fremdnetz, also Drehstrom von 50 oder 60 Hz, abhängt.


title: Frequenzumrichter

text: Frequenzumrichter mit Ausgangsfrequenzen über 600 Hz sind geeignet zur Ansteuerung von Zentrifugen zur Urananreicherung und unterliegen darum Dual-Use-Exportbeschränkungen. Die meisten deutschen Hersteller haben darauf reagiert, indem sie entweder nur noch Produkte (teils deutlich) unter dieser Grenzfrequenz anbieten oder ihre Produkte für größere Frequenzen mit spezieller Firmware anbieten. Derartige Anforderungen sind auch selten; man findet sie bisweilen etwa bei extrem hochtourigen Fräsmotoren sowie bei Turbopumpen. Geräte mit einer niedrigeren Grenzfrequenz sind keinen Beschränkungen unterworfen. Servoumrichter als Spezialfall sind eigentlich nicht für bestimmte feste Drehfeldfrequenzen gedacht, können aber sehr einfach so betrieben werden. Sie stellen darum exportrechtlich einen Grenzfall dar (ungefähr wie ein ziviler Bus, der aber auch ohne Mehraufwand als Truppentransporter benutzt werden kann …).


title: Frequenzumrichter

text: Bei Frequenzumrichtern unterscheidet man zwischen mehreren Hauptanwendungsgebieten, welche auch entscheiden, welcher Typ, also mit welcher Charakteristik, verwendet wird:


title: Frequenzumrichter

text: Frequenzumrichter werden bei modernen Elektrischen Bahnen unter der Bezeichnung "Traktionsstromrichter" dazu verwendet, aus dem jeweiligen Bahnstromsystem der Oberleitung oder der Stromschiene den Drehstrom für die stufenlos regelbaren Drehstrom-Antriebsmotoren zu generieren.


title: Frequenzumrichter

text: Der Traktionsstromrichter besteht typischerweise aus Vierquadrantensteller (4QS), einem mit Gleichspannung betriebenen Zwischenkreis (ZK), Pulswechselrichter (PWR) und in Gleichstromnetzen ggf. einem Bremssteller (BST). Bei Betrieb unter einem Gleichspannungsnetz kann auf den 4QS verzichtet werden.


title: Frequenzumrichter

text: Hier wird zu Beginn (ab 0 Hz) fast kein Drehmoment benötigt, da der Luftwiderstand zu Anfang 0 ist. Das Drehmoment steigt jedoch ungefähr quadratisch an. Die Bemessungsdrehzahl entspricht dem Bemessungsdrehmoment.


title: Frequenzumrichter

text: Das Antriebsmoment sinkt quadratisch zur Drehzahl, damit sinkt das erforderliche Antriebsmoment bei einer Halbierung des Volumenstroms auf 25 %. Da sich die mechanische Antriebsleistung zu M×2×π×n berechnet, ist die Antriebsleistung jetzt nur noch ein achtel der Nennleistung. (M ⇔ Drehmoment, n ⇔ Umdrehungen pro Sekunde) Eventuelle Verluste des Umrichters sind dabei nicht berücksichtigt.


title: Frequenzumrichter

text: Hier wird zu Beginn (ab 0 Hz) ein hohes Losbrechmoment benötigt, welches das Bemessungsmoment weit übersteigt (je nach Anwendung ca. 125–200 %). Da sich der Rotor des Motors danach gleichmäßig dreht bzw. gleichmäßig beschleunigt, bleibt das benötigte Drehmoment konstant. Dieses Drehmoment bewegt sich meistens etwas unterhalb der Drehmomentkennlinie des Motors.


title: Frequenzumrichter

text: Ein Servoantrieb ist ein elektronisch geregelter Antrieb mit Lage-, Geschwindigkeits- oder Drehmomentenregelung (oder eine Kombination derselben) für Anwendungen in Produktionsmaschinen und Automatisierungslösungen mit hohen bis sehr hohen Anforderungen an die Dynamik, die Stellbereiche und/oder die Genauigkeit der Bewegung. Servoantriebe werden häufig in Werkzeugmaschinen, Druckmaschinen, Verpackungsmaschinen oder Industrierobotern eingesetzt.


title: Frequenzumrichter

text: Ihr Einsatz ist dadurch gekennzeichnet, dass sie häufig mit starken Drehzahl- und Drehmomentänderungen sowie kurzzeitig mit hoher Überlast betrieben werden können. Servomotoren können in der Regel ihr Nennmoment auch im Stillstand unbegrenzt lange als Haltemoment erbringen. Einen Ausnahmefall können vertikale Achsen darstellen, hier kann bei geringen Einschaltdauern im Stillstand auch eine synchronisierte Abschaltung des Servomotors und Zuschaltung einer mechanischen Feststellbremse sinnvoll sein. Auch kann eine generelle Reduktion der Bewegungs- und Haltekräfte durch Gegengewichte oder Federn erfolgen. Die Dimensionierung des Antriebes einer vertikalen Last kann dadurch ggf. erheblich reduziert werden, im Betrieb dauerhaft anfallende Energiekosten entsprechend. Standardbeispiel ist hier das Schiffshebewerk: Nutzmasse in etwa immer ungefähr gleich, dadurch gut kompensierbar, erforderliche Antriebsleistung verhältnismäßig gering, Antriebsabschaltung und mechanische Bremse nicht nur gut möglich, sondern sehr erwünscht.


title: Frequenzumrichter

text: Besonders in der Personenbeförderung gewinnen Sicherheitsaspekte gegenüber jeglichen Kostenfaktoren zu Recht sowieso schnell die Oberhand. Eine Sicherheitsbetrachtung ist ohnehin unerlässlich, insbesondere bei gespeicherter potentieller Energie. Der kritischste Fall ist der Ausfall jeglicher Energiezufuhr, und der muss immer sicher sein. Haltebremsen müssen also ohne Stromzufuhr wirken. Vertikale Achsen dürfen darum auf permanente Energiezufuhr nur angewiesen sein, wenn bei einem Ausfall keinerlei Gefahr droht.


title: Frequenzumrichter

text: Frequenzumrichter verfügen neben den Leistungsanschlüssen meist über digitale und/oder analoge Ein- und Ausgänge. An einem Analogeingang kann z. B. ein Potentiometer zur Einstellung der Ausgangsfrequenz angeschlossen werden.


title: Frequenzumrichter

text: Zur analogen Ansteuerung werden zum Beispiel die Einheitssignalpegel 0–10 V, 0–20 mA oder 4–20 mA genutzt.


title: Frequenzumrichter

text: Für die meisten Frequenzumrichter sind auch Anschaltungen für Feldbusse oder Industrial Ethernet verfügbar. Beispiele für solche Schnittstellen sind CAN mit CANopen oder DeviceNet Protokollen, Profibus mit PROFIdrive, Interbus oder die Ethernet basierten Lösungen EtherNet/IP mit CIP Motion, Profinet mit PROFIdrive, Ethernet POWERLINK, EtherCAT oder eine der drei SERCOS-Versionen. Damit sich diese Frequenzumrichter der unterschiedlichen Hersteller an diesen unterschiedlichen Feldbussen gleich verhalten, sind Antriebsprofile definiert worden. Vier dieser Antriebsprofile sind in der internationalen Norm IEC 61800-7 weltweit festgelegt worden.


title: Frequenzumrichter

text: Durch Parametrierung können Umrichter dem jeweils anzutreibenden Motor angepasst werden, um diesen optimal zu betreiben und zu schützen. In der Frühzeit geschah dies häufig durch Potentiometer und DIP-Schalter. Potis als rein analoge und somit schwer reproduzierbare Einstellelemente sind praktisch ausgestorben, DIP-Schalter finden bisweilen noch Anwendung besonders für Adresseinstellungen. Die nächste Stufe waren speziell zum Gerät passende Tastatur/Anzeigeeinheiten, gern als Keypads bezeichnet, die sich fest eingebaut oder aufsteckbar am Umrichter befinden und die Navigation in einer Menüstruktur zulassen. Eine PC-Software ist heute nahezu bei allen Herstellern Standard; über eine proprietäre Schnittstelle oder einen der vielen Industriestandards wird eine Online-Verbindung hergestellt, die eine komfortable Inbetriebnahme mit Anzeige von Aktualwerten, Steuern vom PC und auch das Sichern ermittelter Konfigurationen gestattet.


title: Frequenzumrichter

text: Fertige Datensätze können über eine Schnittstelle oder einen Datenträger in den Umrichter geladen werden. Für diesen Zweck sowie zur schnellen Diagnose und Parameteränderung sind auch heute noch Keypads beliebt und verbreitet.


title: Frequenzumrichter

text: Digitale Frequenz- und Servorumrichter beinhalten eine enorme Rechenleistung. Das hat folgenden Hintergrund: als Regeltakte sind 2/4/8/16 kHz üblich, wobei alles unter 16 kHz in leisen Umgebungen quälende Geräuschbelastungen ergibt. Der Trend geht darum hin zu möglichst hohen Takten. Reziprok dazu ergeben sich Bearbeitungszeiten bzw. Regeltakte von 500/250/125 oder sogar 62,5 µs. Entsprechend leistungsfähige CPUs bieten darum leicht noch Potential für zusätzliche Features wie einfache Ablaufsequenzen, aber auch für vollwertige Soft-SPS. Man kann diese nutzen (für sehr simple Anwendungen mit hohem Kostendruck geschieht das mitunter), allgemein werden sie aber eher schlecht angenommen. Die klare Trennung in Controller, HMI und Motion, auch in der Hardware, wird nach wie vor deutlich bevorzugt.


title: Frequenzumrichter

text: Viele Modelle können selbst die Antriebseigenschaften messen (häufig als Autotune bezeichnet) und ihre Regelparameter im Rahmen der Inbetriebnahme selbständig einstellen.


title: Frequenzumrichter

text: Ist der Umrichter in der Lage, in beiden Drehrichtungen Energie aus dem Zwischenkreis zum Motor und beim Bremsen auch zurück in den Zwischenkreis zu übertragen, spricht man von Vierquadrantenbetrieb.


title: Frequenzumrichter

text: Da der Kondensator im Zwischenkreis im Brems- bzw. Generatorbetrieb geladen wird, muss bei nicht rückspeisefähiger Eingangsgleichrichtung Überspannung verhindert werden. Entweder der Frequenzumrichter reduziert das Bremsmoment oder es ist ein Bremschopper vorhanden. Dieser schaltet periodisch einen Bremswiderstand zu, um die Energie abzubauen.


title: Frequenzumrichter

text: Rückspeisefähige Umrichter können die Energie aus dem Zwischenkreis durch Wechselrichtung auf Netzfrequenz in das Netz zurückübertragen.


title: Frequenzumrichter

text: Alle Arten von Motoren arbeiten mit rückspeisefähigen Umrichtern bei abnehmender Drehzahl oder negativem Drehmoment (Bremsbetrieb) als Generator. Das ist insbesondere für Fahrzeuge, Antriebe von Aufzügen und Kränen und Fahrstühlen interessant. Auch Lokomotiven können dadurch die Bremsenergie rückspeisen, wenn das Netz es zulässt. Siehe auch Nutzbremsung. Die Rückspeisung bei Hybridelektrokraftfahrzeugen gelangt entweder in die Batterie oder einen Doppelschichtkondensator.


title: Frequenzumrichter

text: Bei Windkraftanlagen und in kleinen Wasserkraftwerken wird oft ein preiswerter Asynchrongenerator (ebenso aufgebaut wie ein Asynchronmotor) verwendet werden, ohne dass dessen Drehzahl an die Netzfrequenz gekoppelt ist.


title: Frequenzumrichter

text: Der DC-Zwischenkreis kann zur Energierückgewinnung auch an den Zwischenkreis eines oder mehrerer weiterer Frequenzumrichter angeschlossen werden.


title: Frequenzumrichter

text: Das ist die einfachste Betriebsweise eines Frequenzumrichters. Der Umrichter regelt die Motorspannung und die Frequenz in einem konstanten Verhältnis. Frequenz und Spannung werden bis zur Nennfrequenz des Motors zueinander proportional gehalten. Das ist aufgrund des induktiven Verhaltens des Motors nötig und führt zu einem über weite Bereiche konstanten Drehmoment, ohne den Motor strommäßig zu überlasten.


title: Frequenzumrichter

text: Bei sehr geringen Drehzahlen führt diese Betriebsart aufgrund des ohmschen Widerstandes der Wicklung jedoch zu einem geringeren Drehmoment. Um das zu beheben, kann oft eine Spannungsanhebung (Boost) im unteren Frequenzbereich eingestellt werden (I×R-Kompensation).


title: Frequenzumrichter

text: Eine konstante Drehzahlrückführung kann entweder mit einer Regelung mittels Drehzahlgeber erreicht werden oder mittels Schlupfkompensation, die es ermöglicht, eine konstante Drehzahl ohne Drehzahlrückführung zu realisieren. U/f-Betrieb ist daher nur bei geringen Anforderungen an die Drehzahlkonstanz und ohne Schweranlauf ausreichend.


title: Frequenzumrichter

text: Die obenstehende Kennlinie zeigt, dass der magnetische Fluss bis zur Nennfrequenz des Motors konstant gehalten wird. Wird ein Drehstrom-Asynchronmotor mit einem Frequenzumrichter über dessen Nennfrequenz betrieben, befindet sich der Motor im Feldschwäch-Bereich. Die Ausgangsspannung des Umrichters erreicht an diesem Punkt ihren Maximalwert und das Drehmoment sinkt.


title: Frequenzumrichter

text: Die Vektorregelung oder auch feldorientierte Regelung besteht aus einem Drehzahlregler auf der Basis eines unterlagerten Stromreglers. Die momentanen Blind- und Wirkstromkomponenten werden geregelt. In einem elektronisch im Umrichter abgelegten Motorenmodell werden die Motorkennwerte gespeichert oder ggf. sogar selbsttätig ermittelt und adaptiert. Das hat den Vorteil, dass es keine separate Drehzahlmessung und -rückführung geben muss, um Drehzahl und Moment zu regeln.


title: Frequenzumrichter

text: Die rückgeführte, zur Regelung genutzte Größe ist der Momentanstrom. Anhand dessen Betrag und Phasenlage zur Spannung können alle erforderlichen Motorzustände (Drehzahl, Schlupf, Drehmoment und sogar die thermische Verlustleistung) ermittelt werden.


title: Frequenzumrichter

text: Auf diese Weise sind nicht nur hohe Drehzahl- und Drehmomenteinstellbereiche möglich, sondern das Moment bei Drehzahlen unterhalb der Nenndrehzahl kann kurzzeitig das Mehrfache des Motor-Nennmomentes betragen. Die Steuerung erkennt am zunehmenden Schlupf, dass das Drehmoment nicht ausreicht. Da der ohmsche Widerstand der Motorwicklung im kalten Zustand bekannt ist und ständig gemessen wird, ist eine thermische Überlastung auch ohne Temperatursensor erkenn- bzw. vermeidbar.


title: Frequenzumrichter

text: Frequenzumrichter benutzen Signalprozessoren beziehungsweise Mikrocontroller, um diese Informationen aus dem Motorstrom zu gewinnen und zu verarbeiten.


title: Frequenzumrichter

text: Kommutierung nennt man analog zum Kommutator bei Gleichstrommaschinen die Steuerung der Stromzufuhr zu den Motorwicklungen durch die Halbleiterschalter im Frequenzumrichter. Die Verfahren entsprechen denen bei der Kommutierung von bürstenlosen Gleichstrommotoren. Man unterscheidet folgende Kommutierungssarten:


title: Frequenzumrichter

text: Bei einer Blockkommutierung werden immer genau 2 von 3 Drehstromwicklungen bestromt. Die dritte Wicklung ist unbenutzt und wird von einigen Frequenzumrichtern zur Messung der am Rotor induzierten Spannung benutzt, um den momentanen Lagewinkel des Rotors zu ermitteln. Damit können permanenterregte Maschinen vom Frequenzumrichter ohne die sonst erforderlichen zusätzlichen Sensoren wie Absolutwertgeber kommutiert werden, müssen allerdings während der Startphase, aufgrund der niedrigen Drehzahl, blind kommutiert werden. Aufgrund der konstanten magnetischen Durchflutung ergeben sich gegenüber einer Sinuskommutierung kaum Nachteile in der Welligkeit des Drehmoments oder des Wirkungsgrads. In Analogie zu einem Schrittmotor spricht man in dieser Betriebsart auch von einem 6-Schritt-Betrieb.


title: Frequenzumrichter

text: Zum Betrieb von Asynchronmaschinen ist eine Sinuskommutierung durch den Frequenzumrichter üblich (Sinusumrichter; die Pulsweiten werden sinusförmig moduliert). Dabei sind immer genau 3 von 6 Halbleiter-Schaltern eingeschaltet. Die Erzeugung der Schaltsignale erfolgt in der Regel durch Mikrocontroller, welche speziell für Motoranwendungen in Ausführungen mit 6 PWM-Ausgängen erhältlich sind.


title: Frequenzumrichter

text: Die sechs Transistoren und ihre antiparallelen Dioden in der nebenstehenden Wechselrichterschaltung sind in der Reihenfolge ihres Leitbeginns bei Blockkommutierung nummeriert. Als eingeschaltet gilt ein Transistor, wenn er selbst oder seine Diode leitet.


title: Frequenzumrichter

text: Die Zustände 1 bis 6 bilden an einer symmetrischen Last phasenverschobene Sternspannungen mit den Augenblickswerten +Uo/3, +2Uo/3, +Uo/3, -Uo/3, −2Uo/3, -Uo/3, +Uo/3, … usw. Ihre Grundschwingungen entsprechen einem Drehstromsystem.


title: Frequenzumrichter

text: Die Zustände 0 und 7 schalten die Last spannungsfrei. Sie werden benutzt, um die Ausgangs-spannungen im kurzfristigen Mittel zu verringern. Ein sinusförmiger Strom wird nun durch eine zeitgewichtete Umschaltung zwischen den 8 Zuständen erreicht.


title: Frequenzumrichter

text: in ihrer Reihenfolge sinnvoll kombiniert. Nehmen wir an, die Spannung an der Last soll in kleinen Schritten bei verminderter Spannung vom Schaltzustand 1 (V1V2V3) zum Zustand 2 (V2V3V4) verändert, d. h. die angeschlossene Maschine um 60°-elektrisch weitergedreht werden. Dafür bietet sich die Schaltfolge


title: Frequenzumrichter

text: Die einzelnen Leitzeiten ergeben sich aus dem verwendeten Steueralgorithmus und aus der Höhe des geforderten Parameters (Spannung, Strom, Drehmoment).


title: Frequenzumrichter

text: Mit dieser Reihenfolge der Schaltzustände findet immer nur ein Schaltvorgang bei jeder Kommutierung statt. Übliche PWM-Frequenzen in der Antriebstechnik liegen zwischen 2 kHz und ca. 20 kHz. Mit zunehmender Schaltfrequenz wird der Sinus besser angenähert, die Schaltverluste im Umrichter nehmen zu, die Verluste im Motor durch den besser sinusförmigen Stromverlauf ab.


title: Frequenzumrichter

text: Für eine weitere Optimierung der Sinuskommutierung ist die Überlagerung der dritten Harmonischen zur gewünschten Ausgangsfrequenz gebräuchlich.


title: Frequenzumrichter

text: Blau dargestellt ist ein normaler Sinus formula_6. Der Faktor 100 soll eine Modulation mit PWM von 0 bis 100 % symbolisieren.


title: Frequenzumrichter

text: Grün dargestellt ist die dritte Harmonische formula_7. Die Frequenz ist genau 3-mal so hoch und die Phasenlage gleich wie die Grundschwingung formula_8. Die Amplitude mit 15 % Pulsweite wurde zunächst willkürlich gewählt. Die schwarz dargestellte Kurve zeigt nun eine Addition beider Sinusfrequenzen mit formula_9. Es entsteht ein resultierendes Signal mit kleinerer Amplitude, welches eher einem Rechtecksignal als einer Sinuskurve ähnlich ist. Außerdem ist der Maximalwert der Amplitude kleiner als die ursprünglich unverzerrte Sinuskurve, weil die 3. Harmonische Frequenz am Maximalwert der Grundschwingung immer ihr umgekehrtes Maximum hat. Werden beide Sinusschwingungen nun in einem Mikrocontroller über eine Tabelle erzeugt, so wird zur Addition keine Rechenleistung benötigt und der Pulsweitenmodulator ist nur zu etwa 85 % seines möglichen maximalen Arbeitsbereichs ausgenutzt. Die verbleibenden 15 % können zur Leistungssteigerung des Frequenzumrichters benutzt werden.


title: Frequenzumrichter

text: Nun ist es jedoch äußerst problematisch, verschiedene Drehstromverbraucher (u. a. Asynchronmotoren) mit anderen Kurvenformen als mit Sinus zu betreiben. Daher wird im Folgenden noch gezeigt, dass die Kommutierung mit der dritten Harmonischen keinerlei Einfluss auf die Sinuskurvenform am Ausgang des Frequenzumrichters hat.


title: Frequenzumrichter

text: Das ergibt das übliche Bild von 3 Drehstromphasen. Wird nun anstelle einer Sternschaltung ein Verbraucher zwischen den Phasen angeschlossen (Dreiecksschaltung), so ergibt sich als Differenzspannung zwischen 2 beliebigen Phasen jeweils wieder eine sinusförmige Spannung mit erhöhter Amplitude (gelb dargestellt). Ergibt also die Differenz von formula_13 ein sinusförmiges Resultat, so bleibt das weiterhin gültig, wenn zu formula_14 und formula_15 jeweils eine gleiche Funktion hinzugerechnet wird. Bei einer Verschiebung von formula_16 zwischen den Drehstromphasen ist die dritte Oberschwingung (orange dargestellt) zur nächsten Phase jedoch völlig identisch, da sie um genau eine volle Periode verschoben ist. Daher ergeben sich bei der Kommutierung mit der 3. Oberschwingung am Ausgang des Frequenzumrichters wiederum sinusförmige Spannungen und Ströme und zwar unabhängig davon, ob der Verbraucher in Stern oder Dreieck angeschlossen ist.


title: Frequenzumrichter

text: Die dadurch erreichte Leistungssteigerung des Frequenzumrichters sowie eines daran angeschlossenen Antriebs liegt in der Regel bei etwa 15 %. Das entspricht etwa dem Amplitudenverlust einer 6-Puls-Drehstrom-Gleichrichterschaltung, welcher im Zwischenkreis etwa 86 % der Spitzenspannung liefert.


title: Frequenzumrichter

text: Frequenzumrichter arbeiten mit steilen Schaltflanken, um die Verlustleistung zu minimieren und einen hohen Wirkungsgrad zu erzielen. Bei IGBT-Frequenzumrichtern für 400 V Netzbetrieb (560 V Zwischenkreisspannung) schalten die IGBTs innerhalb von wenigen 100 ns um. Das führt zu einer hohen Spannungssteilheit an den Motorleitungen und im Motor. Selbst eine vom Hersteller des Frequenzumrichters empfohlene kapazitätsarme, geschirmte Motorleitung darf wegen ihres Kapazitätsbelages und der hierdurch verursachten Umladeverluste in den IGBT eine bestimmte Länge (z. B. 20 m) nicht überschreiten. Bei längeren Motorleitungen wachsen die Spitzenströme zwar aufgrund des Wellenwiderstandes nicht weiter an, es kommt jedoch zu Reflexionen und Resonanzen, die u. a. die Motorisolation zusätzlich zur ohnehin gegebenen Mehrbelastung strapazieren.


title: Frequenzumrichter

text: Wenn eine Motorleitung nicht oder nicht ausreichend induktivitätsarm angeschlossen ist, können die Störungen in andere Schaltungsteile einkoppeln. Die Koppelmechanismen sind kapazitiv, induktiv oder über Erdschleifen.


title: Frequenzumrichter

text: Ein geeigneter Anschluss der Motorleitung ist z. B. die beidseitige großflächige Auflage der Schirmung.


title: Frequenzumrichter

text: Die Elektromagnetische Verträglichkeit kann auch durch Netz- und Motorstromfilter erreicht bzw. verbessert werden. Motorstromfilter (Sinusfilter) gestatten lange Zuleitungen und können darüber hinaus den Motor vor zusätzlicher Belastung durch die Schaltflanken schützen und dadurch die Zuverlässigkeit erhöhen.


title: Frequenzumrichter

text: Da ein Teil der Filterströme gegen Masse abfließt, ist ein TN-S-Netzsystem und/oder eine gute örtliche Erdverbindung notwendig. Viele Frequenzumrichter haben wegen dieser Filter erhöhte Ableitströme >3,5 mA und erfordern daher eine Festinstallation.


title: Frequenzumrichter

text: Ein einfacher Frequenzumrichter besteht netzseitig aus einem ungesteuerten Gleichrichter und einem Gleichspannungs-Zwischenkreis mit Elektrolytkondensatoren als Energiespeicher und zur Glättung der Zwischenkreisspannung.


title: Frequenzumrichter

text: Das Netz (Spannungsquelle mit niedriger Impedanz) und der Zwischenkreis (Kondensatoren) werden mit Hilfe der Gleichrichterdioden aufeinandergeschaltet. Das führt zu impulsartigen Ladeströmen (geringer Stromflusswinkel), die das Netz belasten. Solche Frequenzumrichter führen zu einer starken Belastung von Netz und Zwischenkreis durch einen erhöhten Effektivstrom und es reduziert sich unter Umständen die Lebensdauer des Frequenzumrichters. Durch Vorschalten von Netzdrosseln lassen sich diese Netzrückwirkungen mildern.


title: Frequenzumrichter

text: Frequenzumrichter, die ohne Zwischenkreiskondensator direkt aus dem Drehstrom-Netz über synchron gesteuerte Leistungshalbleiter zugleich gleich- und umrichten (Matrix-Umrichter) vermeiden diese hohen Oberwellenströme. Die stattdessen höherfrequenz gepulste Leistungsentnahme lässt sich wesentlich einfacher, d. h. mit kleinen Kondensatoren und Drosseln filtern als die Impulse bei ungesteuerten Gleichrichtern. Nachteilig ist hierbei eine leicht reduzierte maximale Ausgangsspannung, da keine Spitzenwert-Gleichrichtung stattfindet.


title: Frequenzumrichter

text: Eine weitere Variante ist die Vorschaltung einer Leistungsfaktorkorrekturfilter-Stufe (PFC) zur Ladung des Zwischenkreiskondensators, die auch rückspeisefähig sein kann. Das erlaubt einen weitgehend netzrückwirkungsfreien Betrieb und vermeidet überdies Drehmoment-Schwankungen aufgrund von Interferenzen zwischen Netz- und Ausgangsfrequenz.


title: Frequenzumrichter

text: Netzrückwirkungen für Frequenzumrichter sind in EN 61000-3 festgelegt. Festlegungen werden für Frequenzumrichter bis zu einer Anschlussleistung (Strom-Äquivalent) von 75 A je Phase getroffen. Anlagen mit größeren Anschlussleistungen (> 75 A je Phase) können benachbarte Anlagen und möglicherweise ein gesamtes Niederspannungsnetz maßgeblich beeinflussen und werden zur Konzeption einer Entstörung einer individuellen Beurteilung nach Maßgabe aktueller Technischer Regeln unterzogen.


title: Frequenzumrichter

text: Es werden speziell optimierte, doppelt geschirmte und kapazitätsarme Kabel für die Verbindung von Motor und Umrichter angeboten. Zur Auflage der Schirme werden EMV-Verschraubungen verwendet.


title: Frequenzumrichter

text: Da Umrichter mit hoher Spannungsänderungsgeschwindigkeit d"u"/d"t" arbeiten, ist die Wicklungsisolation des Motors im Vergleich zum Normalbetrieb Belastungen durch Teilentladungen (TE) ausgesetzt. Bei langen Leitungen (z. B. > 25 m) können durch Reflexionen und Einschwingvorgänge Spannungsspitzen bis zum Zweifachen der Zwischenkreisspannung formula_17 auftreten.


title: Frequenzumrichter

text: Die Isolation der Motorwicklungen erfährt hierdurch eine Dauerbeanspruchung, die die Lebensdauer beeinträchtigt. Die Spannung an der Wicklung ändert sich so schnell, dass in ungünstigsten Fällen (bei parallelen Spulengruppen und wilder Wicklung) die Isolation zwischen zwei sich berührenden Drähten mit der vollen Spitzenspannung beansprucht wird.


title: Frequenzumrichter

text: Zusätzlich kann es durch Kapazitäten oder ungeeignete Installation zum Stromfluss zwischen Motorwelle über die Lager zum geerdeten Gehäuse kommen. Dies führt zu Elektroerosion in den Lagern und zum frühzeitigen Verschleiß. Zusätzlich zu einer für Umrichterbetrieb geeigneten Auswahl des Motors (siehe DIN VDE 0530-25) werden geeignete Vorkehrungen bei der technischen Auslegung und bei der Installation getroffen. Einerseits wird der Störpegel z. B. durch Sinusfilter und EMV-gerechte Verkabelung reduziert oder eine elektrisch isolierende Kupplung zwischen Motorwelle und Abtrieb verhindert den Stromfluss.


title: Frequenzumrichter

text: Es kann bei umzurüstenden Anlagen eine Erneuerung der Motorwicklungen durch eine mit geeigneter Spannungsfestigkeit oder ein Austausch einzelner Motoren erforderlich werden.


title: Frequenzumrichter

text: Da die PWM-Taktfrequenzen oft im Hörbereich liegen, entstehen oft störende Geräusche. Ursache sind Kondensatoren, piezoelektrische Effekte, Magnetkräfte oder Magnetostriktion. Zur Vermeidung solcher Geräusche wird die Pulsfrequenz, wenn möglich, auf >16 kHz erhöht, was allerdings die Verlustleistung des Frequenzumrichters erhöht. Dadurch verschlechtert sich auch die EMV und die Motorbelastung steigt. Die Pulsfrequenz kann besonders bei kleinen Umrichtern vom hörbaren Bereich auf >16 kHz verstellt werden.


title: Frequenzumrichter

text: Manche Frequenzumrichter können die PWM-Frequenz um einen Mittelwert zyklisch verändern (wobbeln). Die subjektive Geräuschwahrnehmung und die spektrale Verteilung der elektrischen Störungen werden dadurch verbessert. Das Wobbeln der Pulsfrequenz hat keinen Einfluss auf das Betriebsverhalten des Motors.


title: Frequenzumrichter

text: Anstelle von Frequenzumrichtern können Strömungsgetriebe (Turboregelkupplungen) eingesetzt werden. Die Leistungsübertragung erfolgt hier durch ein Fluid. Üblicherweise werden Turboregelkupplungen dort eingesetzt, wo mechanische Antriebe bereits vorhanden sind und eine Regelung derselben nicht möglich ist. Strömungsgetriebe sind wesentlich teurer als Frequenzumrichter und verursachen keine elektromagnetischen Störungen. Der Wirkungsgrad ist geringer als der von Umrichtern.


title: Frequenzumrichter

text: Gleichstromantriebe können durch eine einfachere Choppersteuerung geregelt werden, haben jedoch einen Bürstenverschleiß.


title: Haggis

text: Haggis ist eine Spezialität aus der schottischen Küche und besteht aus dem Magen eines Schafes, "paunch" genannt, der mit Herz, Leber, Lunge, Nierenfett vom Schaf, Zwiebeln und Hafermehl gefüllt wird. Haggis ist mit Pfeffer scharf gewürzt, und das Hafermehl verleiht ihm eine etwas schwerere Konsistenz als Wurst.


title: Haggis

text: Obwohl Haggis als typisch schottisches Gericht gilt, wurden nachweislich bereits in der Antike Tiermägen oder Tierdärme gefüllt mit Innereien von den Römern gegessen. Vergleichbare Gerichte gibt es auch heute in anderen Ländern, zum Beispiel in England "hog puddings", die ähnlich auch in Wales und in Irland zubereitet werden. In Deutschland gibt es mit dem nordhessischen Weckewerk, dem Pfälzer Saumagen, dem niedersächsischen Calenberger Pfannenschlag, dem Bremer Knipp, der westfälischen Stippgrütze ähnliche, ursprünglich für die bäuerliche Schlachtresteverwertung gedachte Rezepturen. In Rumänien wird das als Drob bekannte Gericht vor allem zu Ostern gegessen.


title: Haggis

text: Haggis und ähnliche Gerichte wurden erfunden, um nach einer Schlachtung die schnell verderblichen Innereien des Tieres, im Allgemeinen vom Schwein, für einige Zeit haltbar zu machen. Daher wurden sie klein gehackt, gewürzt, gekocht und in einen Magen oder Darm als geeignete Hülle gefüllt.


title: Haggis

text: Traditionell werden zum Haggis Kohlrüben und Kartoffeln („neeps and tatties“) gegessen oder Clapshot. Als Fast Food wird das Gericht auch in schottischen Chip-Shops mit Pommes frites serviert. Haggis wird inzwischen zunehmend als Bestandteil anderer Gerichte verwendet, etwa bei "Balmoral Chicken", mit Haggis gefüllter und mit Schinkenspeck umwickelter Hühnerbrust.


title: Haggis

text: Der schottische Kochbuchautor Paul Harris schreibt in einem seiner Kochbücher als Einleitung zum Rezept für Haggis:


title: Haggis

text: Der Magen muss in kaltem Wasser sorgfältig ausgewaschen werden. Dann muss man ihn von innen nach außen drehen und die allerletzten festen Reste der Magensäure und die Magenschleimhaut mit einem Messer abschaben. Um die Magenwand nicht zu verletzen, wird dazu die ungeschliffene Seite der Messerklinge verwendet. Das Herz, die Leber und die Lunge werden in einer leichten Fleischbrühe gar gekocht. Dabei ist darauf zu achten, dass das Ende der Luftröhre, das noch an der Lunge hängt, über den Rand des Kochtopfs gehängt wird und in eine Schüssel abtropfen kann. Wenn das Fleisch gar ist, muss es in kleine Stückchen geschnitten werden. Die Fleischstücke werden mit Salz und Pfeffer gewürzt und mit Muskatnuss, etwas Muskatblüte (Macis), gehackten Zwiebeln, dem Nierenfett und dem Hafermehl vermischt.


title: Haggis

text: Die Mischung wird in den wieder umgedrehten Magen gefüllt. Er darf nicht ganz gefüllt werden, da das Hafermehl beim Kochen aufquillt und dafür Platz braucht. Der Magen wird mit Küchengarn zugenäht. Dann muss man den Magen mit einer Gabel rundherum einstechen. Macht man das nicht, platzt er beim Kochen, und der Inhalt läuft aus. Der Magen muss mindestens drei Stunden in kochendem Wasser gar werden. Anschließend legt man ihn auf eine Servierplatte und entfernt das Küchengarn. Aufgeschnitten wird der Haggis erst bei Tisch. Der "paunch" (Magen) selbst wird nicht gegessen.


title: Haggis

text: Beim Burns Supper, dem jährlichen Gedenkfest am 25. Januar zu Ehren des schottischen Nationaldichters Robert Burns, wird vor dem Servieren bei Kerzenlicht zunächst mit dem Dudelsack ein Reel gespielt. Dann trägt das Familienoberhaupt (oder der Wirt des Restaurants, in dem man die Burns Night feiert) – vor einer schottischen Flagge stehend – das Gedicht „Address to a Haggis“ von Robert Burns vor. Mitten in der dritten Strophe („cut ye up wi ready slight“) wird der kochend heiße Haggis mit einem Schwert oder einem Dolch aufgeschnitten, so dass die Innereien auslaufen und sich über die ganze Servierplatte verteilen. Die Burns Night mit dem Haggis-Essen ist auch ein wichtiges Ereignis, bei dem die schottischen Männer ihren vollständigen Clan-Tartan tragen.


title: Fettsäuren

text: Fettsäuren sind aliphatische Monocarbonsäuren mit zumeist unverzweigter Kohlenstoffkette, die entweder gesättigt oder ungesättigt sind. Die Bezeichnung „Fettsäuren“ fußt auf der Erkenntnis, dass natürliche Fette und Öle aus den Estern langkettiger Carbonsäuren mit Glycerin bestehen. Aus dieser Sicht werden Fettsäuren auch zu den Lipiden gezählt. Später wurden auch alle anderen Alkylcarbonsäuren und deren ungesättigte Vertreter den Fettsäuren zugeordnet.


title: Fettsäuren

text: Fettsäuren unterscheiden sich durch die Anzahl der C-Atome (Kettenlänge) sowie – bei ungesättigten Fettsäuren – in der Anzahl und Position von Doppelbindungen. Fettsäuren können aufgrund ihrer Kettenlängen in "niedere", kurzkettige Fettsäuren (bis 6–8 C-Atome) (SCFA; Short Chain Fatty Acids), wobei hier die untere Grenze unterschiedlich aufgefasst wird, entweder 1, 2, 3 oder 4 C-Atome, "mittlere", mittelkettige (6–8 bis 12 C-Atome) (MCFA; Middle Chain Fatty Acids) und "höhere", langkettige (13 bis 21 C-Atome) (LCFA; Long Chain Fatty Acids) Fettsäuren eingeteilt werden. Fettsäuren mit mehr als 22 C-Atomen werden auch als VLCFAs (Very Long Chain Fatty Acids) bezeichnet.


title: Fettsäuren

text: Die Namensgebung als „Fettsäure“ suggeriert, dass eine individuelle Verbindung einmal eine Komponente eines Fettes gewesen sein muss, um eine Fettsäure zu sein, was aber nicht zwangsläufig der Fall ist. Unter diesem Begriff werden heute Carbonsäuren mit (kettenförmigen) Organylgruppen zusammengefasst.


title: Fettsäuren

text: Natürliche Fettsäuren bestehen in der Regel aus einer geraden Zahl von Kohlenstoffatomen und sind unverzweigt. Ausnahmen davon lassen sich jedoch in allen Reichen finden. Eine Definition ist, dass die Kohlenstoffkette mindestens vier C-Atome lang sein muss; danach ist Buttersäure die einfachste natürliche Fettsäure. Eine andere Definition nutzt die Formel CH(CH)COOH, wobei x die Anzahl der Kohlenstoffatome in der Kohlenwasserstoffkette ist; hier können dann nur drei C-Atome vorhanden sein, wenn x = 1 ist, oder nur zwei, wenn x = 0 gesetzt wird; jedoch kann bei x = 0 strenggenommen nicht von einer „Kette“ gesprochen werden. Fettsäuren mit C=C-Doppelbindungen werden „ungesättigt“ genannt. Diese Doppelbindung ist in der Regel "cis"-konfiguriert. Liegen zwei oder mehrere Doppelbindungen vor, sind diese in der Regel durch jeweils eine Methylengruppe (-CH-) voneinander getrennt.


title: Fettsäuren

text: Eine große Vielfalt von Fettsäuren (mehr als 400 verschiedene Strukturen, wovon aber nur etwa 10–12 häufig sind) kommt – meist in Form der Triacylglyceride, also verestert mit Glycerin – in den Samenölen des Pflanzenreichs vor. Seltene Fettsäuren, die verestert in größeren Prozentgehalten in Samen bestimmter Pflanzenfamilien auftreten, können entwicklungsgeschichtliche Zusammenhänge illustrieren (Verwandtschaftsbeziehungen, Chemotaxonomie, Evolution; vgl. z. B. auch Weltwirtschaft) wie zum Beispiel Petroselinsäure, Taririnsäure, Erucasäure, Cyclopentenfettsäuren und Cyclopropenfettsäuren. Manche Bakterienarten können anhand ihrer Fettsäurenzusammensetzung unterschieden werden.


title: Fettsäuren

text: Essenzielle Fettsäuren bezeichnen Fettsäuren, die ein Organismus benötigt, aber nicht selbst herstellen kann. Für Säugetiere sind solche Fettsäuren essenziell, die eine oder mehrere Doppelbindungen an höheren Positionen als C-9 (vom Carbonyl-Kohlenstoff aus gezählt) besitzen, da ihnen die Enzyme fehlen, solche Doppelbindungen einzufügen. Für den Menschen sind dies streng genommen nur Linolsäure und α-Linolensäure.