10.2. HARMONISCHEEN VON SPANNUNG UND STROM
10.2.1. Theorie
Jede nicht sinusförmige periodische Welle kann durch eine Summe von Sinuswellen mit
jeweils mehreren vollen Frequenzen der Grundfrequenz (@50Hz oder @60Hz) dargestellt
werden, entsprechend der Beziehung:
() =
+ ∑
0
=1
keine
V
= Mittelwert des Signals V(t)
0
V
= Amplitude der k-ten Harmonische von V(t)
k
ω
= 2πf
= Pulsieren der k-ten Harmonische
k
k
f
= Frequenz der k-ten Harmonische
k
= Phasenwinkel der k-ten Harmonische
k
Im Falle der Netzspannung hat die Grundfrequenz 50 Hz, die zweite Harmonische hat eine
Frequenz von 100 Hz, die dritte Harmonische hat eine Frequenz von 150 Hz und so weiter.
Harmonischesverzerrungen sind ein ständiges Problem und sollten nicht mit kurzlebigen
Phänomenen wie Spitzen, Abnahmen oder Schwankungen verwechselt werden. Der
Phasenwinkel der Harmonische ermittelt den Nullpunkt relativ zum Ursprung und kann die
maximale Amplitude des resultierenden Harmonischessignals erheblich beeinflussen.
Es ist zu beobachten, dass in (1) der Index der Summenwelle von 1 bis
tatsächlich passiert, ist, dass kein Signal eine unbegrenzte Anzahl von Harmonischeen hat:
Es gibt immer eine Ordnungsnummer, über die hinaus der Wert der Harmonischeen
vernachlässigbar ist. In der folgenden Abb. 88 finden Sie ein Beispiel für die Überlagerung
einer Harmonische 3. Ordnung mit einer grundlegenden Sinuskurve eines Signals. Die
Tatsache, dass sich die Phase der Harmonische im Gegensatz zur Phase befindet, erzeugt
ein Signal, das signifikant verzerrt ist und eine größere Amplitude als die grundlegende
Amplitude
aufweist,
Schutzvorrichtungen führen könnte.
Abb. 88: Harmonischesanalyse – Wirkung der Summe von 2 Mehrfachfrequenzen
Die Normen EN50160 und IEC/EN61000-4-30 Klasse S schlagen vor, die Summenwelle im
Ausdruck (1) an der 40. Ordnung abzuschneiden. Ein grundlegender Indikator zur
∞
sin(
+
)
was
zu
erheblichen
Problemen
DE - 73
(1)
∞
reicht. Was
bei
der
Verwaltung
PQA924
der