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Einführung zu Oberschwingun...
2 Einführung zu Oberschwingungen und deren Reduzierung
2.1 Oberschwingungen und Reduzierung
2.1.1 Lineare Lasten
An einer sinusförmigen Wechselstromversorgung wird eine
rein ohmsche Last (etwa eine weißglühende Glühbirne)
einen sinusförmigen Strom in Phase mit der Versorgungs-
spannung aufnehmen.
Die von der Last abgeführte Leistung ist:
P = U × I
Bei Blindlasten (wie beim Asynchronmotor) wird der Strom
nicht mehr in Phase mit der Spannung sein, sondern eilt
der Spannung nach und erzeugt dadurch einen induktiven
Wirkleistungsfaktor mit einem Wert von unter 1. Bei
kapazitiven Lasten ist der Strom vor der Spannung und
erzeugt einen kapazitiven Wirkleistungsfaktor mit einem
Wert von unter 1.
Abbildung 2.1 Strom erzeugt einen Wirkleistungsfaktor
In diesem Fall besteht der Wechselstrom aus 3
Komponenten:
•
Wirkleistung, (P).
•
Blindleistung, (Q).
•
Scheinleistung, (S).
MG80C503
Projektierungshandbuch
Die Scheinleistung ist:
S = U × I
(wobei S=[kVA], P=[kW] und Q=[kVAR]).
Bei einer optimal sinusförmigen Signalkurve können P, Q
und S als Vektoren ausgedrückt werden, die ein Dreieck
bilden:
2
2
S
= P
+ Q
Abbildung 2.2 Sinusförmige Signalkurve
Der Verschiebungswinkel zwischen Strom und Spannung
ist φ. Der Verschiebungsleistungsfaktor (DPF -
Displacement Power Factor) ist das Verhältnis zwischen der
Wirkleistung (P) und der Scheinleistung (S):
P
DPF =
S
2.1.2 Nicht lineare Lasten
Nicht-lineare Lasten (wie etwa Diodengleichrichter)
nehmen einen nicht sinusförmigen Strom auf.
Abbildung 2.3 zeigt den von einem 6-Puls-Gleichrichter an
einer dreiphasigen Versorgung aufgenommenen Strom.
Eine nicht sinusförmige Signalkurve lässt sich in eine
Summe sinusförmiger Signalkurven zerlegen, mit Perioden,
die ein ganzzahliges Vielfaches h der Grundsignalkurve ω1
sind.
∑
f (t) =
Siehe Abbildung 2.3.
Danfoss A/S © 10/2016 Alle Rechte vorbehalten.
2
S
φ
P
= cos(ϕ)
a
× sin hω
t
h
1
2
Q
9
2
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