Oberwellen in Wechselstromkreisen sind Signale mit ganzzahligen Vielfachen der Grundfrequenz. Sie können die Leistung von elektrischen Systemen und Geräten beeinflussen. Um die Stromqualität und Systemeffizienz zu erhalten, ist es wichtig zu verstehen, wie Oberwellen zu identifizieren und zu berechnen sind.

Was sind Harmoniken?

Harmonische Komponenten sind Spannungs- oder Stromkomponenten in einem Wechselstromkreis, die bei Frequenzen höher als die Grundfrequenz arbeiten, die typischerweise 50 Hz oder 60 Hz beträgt. Diese zusätzlichen Frequenzen können durch nichtlineare Lasten wie elektronische Geräte, frequenzvariable Antriebe und Leuchtstofflampen verursacht werden.

Auswirkungen von Harmonics

Oberwellen können zu verschiedenen Problemen führen, wie Überhitzung der Ausrüstung, erhöhte Verluste, Fehlfunktionen empfindlicher Geräte und Verzerrung der Wellenform.

Harmonik berechnen

Die Gesamtharmonische Verzerrung (THD) ist ein gängiges Maß, das zur Quantifizierung des Harmonischenpegels in einer Schaltung verwendet wird und nach folgender Formel berechnet wird:

THD = (√(H22 + H32 + H42 + ... + Hn2)) / H1

Die genaue Messung der Oberwellenamplituden erfolgt üblicherweise mit Hilfe von Leistungsqualitätsanalysatoren oder Oberwellenanalysatoren, wobei H1 die Amplitude der Grundfrequenz und H2, H3 usw. die Amplituden der Oberwellenkomponenten sind.

Umgang mit Harmonien

Um die Auswirkungen von Oberschwingungen zu verringern, können Ingenieure Filter wie passive oder aktive Oberschwingungsfilter verwenden und eine ordnungsgemäße Systemgestaltung sicherstellen.