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Anhang 4 Grundlagen der Leistungsmessung (Leistung, Oberschwingungen und RLC bei AC-Schaltungen)
Oberschwingungen
IM 760301-01D(2)
Oberschwingungen sind Sinusschwingungen mit Frequenzen mit einem ganzzahligen
Vielfachen der Frequenz einer Grundschwingung (im Starkstrombereich 50/60 Hz). Die
Grundschwingung wird nicht zu den Oberschwingungen gerechnet. Die aktuelle Lei-
stung, die über den Leistungsgleichrichter, die Phasensteuerung und andere Schaltun-
gen fließt, die in verschiedenen elektrischen Geräten eingesetzt sind, erzeugen ober-
schwingungshaltige Spannungen und Ströme auf der Versorgungsleitung. Sind Grund-
schwingung und Oberschwingungen kombiniert, ist die Kurve verzerrt, wodurch sich
Störungen bei den angeschlossenen Geräten ergeben können.
• Terminologie
Folgende Terme treten im Zusammenhang mit Oberschwingungen auf:
• Grundschwingung (Grundkomponente)
Die Sinuskurve mit der höchsten Periodendauer der verschiedenen Sinusschwingun-
gen, die sich aus der periodischen, komplexen Kurve herleiten lassen. Oder die Si-
nuskurve mit der Grundfrequenz innerhalb der Komponenten der komplexen Kurve.
• Grundfrequenz
Die Frequenz mit der längsten Periodendauer in der periodischen, komplexen Kur-
ve. Die Frequenz der Grundschwingung.
• Verzerrte Kurven
besitzen eine Form, die von der Form der Grundschwingung abweicht.
• Oberschwingungen
sind Sinuskomponenten mit Frequenzen, die ein ganzzahliges Vielfaches (2 oder
mehr) der Grundfrequenz ausmachen.
• Oberschwingungskomponenten
sind der Anteil von Kurven mit Frequenzen, die ein ganzzahliges Vielfaches (2 und
mehr) der Grundfrequenz ausmachen.
• Klirrfaktor
Er ist das Verhältnis aus dem Effektivwert der in der verzerrten Kurve enthaltenen n.
Oberschwingung zum Effektivwert der Grundschwingung (oder des Gesamtsignals).
• Oberschwingungsordnung
Sie ist das ganzzahlige Verhältnis der Frequenz der Oberschwingung zur Grundfrequenz.
• Gesamtklirrfaktor
Er ist das Verhältnis aus dem Effektivwert aller Oberschwingungen zum Effektiv-
wert der Grundschwingung (oder des Gesamtsignals).
• Durch Oberschwingungen verursachte Störungen
Oberschwingungen können sich negativ auf elektrische Geräte auswirken.
• Phasenschieber-Kondensator oder Vorschaltdrossel
Die Verringerung der Schaltungsimpedanz, hervorgerufen durch Oberschwingungen
des Stroms, verursacht einen unzulässig hohen Strom, der zu Vibrationen, Brumm,
Überhitzung und Versagen führt.
• Kabel
Überhitzung des Nulleiters verursacht durch Oberschwingungen des Stroms, die
durch ein 3 Phasen, 4 Leitersystem fließen.
• Transformator
Bewirkt magnetostriktive Störungen des Eisenkerns, wodurch erhöhte Eisen- und
Kupferverluste auftreten.
• Schutzschalter und Sicherung
Ursache für Fehloperationen infolge unzulässig hoher Oberschwingungen des
Stroms. Bewirkt das Durchbrennen von Sicherungen.
• Fernsprechleitung
Elektromagnetische Induktion erzeugt Störspannungen.
• Steuereinrichtung
Ursache für Fehloperationen durch verzerrte Steuersignale.
• Audio-visuelle Einrichtungen
Verschlechterung von Leistung und Lebensdauer. Flackern durch Video-Störun-
gen. Fehlfunktion von Einzelteilen.
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