Zwischenharmonische - Sonel PQM-702 Bedienungsanleitung

5 Qualität der Stromversorgung – Leitfaden
5.5

Zwischenharmonische

Zwischenharmonische sind Komponenten des Frequenzspektrums in der Spannung oder im
Strom, deren Frequenz kein Vielfaches der Grundfrequenz des Netzwerks ist (50 oder 60 Hz). Ur-
sachen für die Entstehung von Zwischenharmonischen u.a.: asynchrone Prozesse und transiente
Vorgängen die die Schaltungsprozesse begleiten, Frequenzumrichter, die eine Ausgangsfrequenz
generieren, die sich von der Frequenz der Stromversorgung unterscheidet und dadurch in System
interharmonische Spektralkomponenten bringen, Lichtbogenöfen und Induktionsmotoren und An-
triebe mit variabler Last. Steuersignale, also Signal mit einer streng vorgegebenen Frequenz, die in
Steuersystemen erzeugt werden und in das Netz weitergeleitet werden, müssen auch als zwischen-
harmonische Komponenten berücksichtigt werden. Zwischenharmonische Komponenten mit Fre-
quenzen, die niedriger sind als die Grundfrequenz des Netzes werden Subharmonische genannt.
Die Auswirkungen der Zwischenharmonische können wie folgt sein:
 der Anstieg der Verluste in mechanischen Motoren, Temperaturanstieg; insbesondere Sub-
harmonische sind schädlich, weil die Leistungsverluste zusammen mit abnehmender Fre-
quenz steigen,
 Lichtflickern; auch in diesem Fall sind Subharmonische besonders lästig. Z.B. verursacht
eine Subharmonische mit einer Frequenz von 8,8 Hz eine Modulation der Netzspannung
in einem Bereich, in dem das menschliche Auge am empfindlichsten auf dieses Phäno-
men ist (siehe auch Abschnitt 5.2),
 niederfrequente Schwingungen in der Mechanik,
 Interferenzen im Betrieb von Steuerungssystemen und Überwachungssystemen,
 Telekommunikations- und Tonstörungen,
 Sättigung der magnetischen Kerne subharmonischer Komponenten (Transformatoren, Mo-
toren, etc.).
Das Zusammenspiel von höheren Oberschwingungen und Zwischenharmonischen kann auch zu
unerwarteten Phänomenen, wie Frequenzumsetzung bei niedrigen Frequenzen führen. Zum Bei-
spiel erzeugt die 9. Oberwelle (450 Hz) zusammen mit der Zwischenharmonischen mit einer Fre-
quenz von 460 Hz eine Frequenzumsetzung auf die Frequenz von 10 Hz, trotz der Tat-sache, dass
im Frequenzspektrum keine Komponente mit dieser Frequenz vorhanden ist. Das menschliche
Auge ist in diesem Frequenzbereich sehr empfindlich und eine solche Interaktion kann zu einem
signifikanten Flimmern führen. Der Verlauf der Spannung 230 V/50 Hz in diesem Fall zeigt Abb. 47
(ein viel größeres als üblich Niveau der Interharmonischen wurde angenommen, um die Wirkung
deutlicher zu zeigen).
400
300
200
100
0
-100
-200
-300
-400
Abb. 47. Effekt der Interaktion der 9. Oberwelle (450 Hz, 10% Unom) und der
Zwischenharmonischen 460 Hz (10% Unom). Sichtbare Veränderung der
Hüllkurvenspannung mit einer Frequenz von 10 Hz, die ein Flimmern des Lichts
hervorrufen kann (Unom = 230 V RMS, 50 Hz).
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