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Frequenzumrichter

Oberschwingungen vermeiden – wo bitte geht´s zur Sinusform

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Passive und aktive Filterlösungen

Weit verbreitet sind passive und aktive Filterlösungen. „Bei passiven Lösungen wird über Filter im Gerät selbst eine Reduzierung der Oberwellen erreicht. Bei aktiven Lösungen werden Oberwellen durch eine Regelung kompensiert“, erklärt der Siemens-Fachmann Huck. Auch mit solchen Filterlösungen sollen sich die Schwingungen auf 2 % bis 5 % (aktive Filter) bis 5 % bis 10 % (passive Filter) reduzieren lassen. Darüber hinaus ist der Einsatz von Netzdrosseln und 12-Puls-Umrichtern möglich, um Oberschwingungen zu reduzieren. Im Vergleich zur ABB-Lösung sei bei Mehrpulslösungen allerdings ein spezieller Mehrwicklungs-Transformator nötig, höhere Verkabelungs- und Installationskosten entstünden, die Lösung bräuchte mehr Platz und sei schwerer, die Wirkung sei von der Spannungssymmetrie abhängig und man müsse geringe Verluste im Frequenzumrichter verzeichnen, gibt Fred Donabauer zu Bedenken.

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Am Markt gibt es also zahlreiche Lösungen und Produkte, die Oberschwingungen reduzieren sollen. Und die Bedeutung der Oberschwingungen hinsichtlich des Schadens, den sie herbeiführen können wächst - denn auch der Einsatz von getakteten Verbraucher wie Frequenzumrichtern steigt. Bei der Auswahl sollte aber auch die wirtschaftliche Betrachtung eine Rolle spielen. „Ein zu viel an Maßnahmen ist nicht unbedingt die beste Methode, aber garantiert deutlich teurer“, sagt Danfoss-Spezialist Mieslinger.

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Oberschwingungen im Alltag

Auch im Alltag können Oberschwingungen störende Wirkung auf das Stromnetz ausüben. Bedenken gab es bei Energiesparlampen. Denn die Gleichrichter moderner Energiesparlampen können störende Rückwirkungen auf das mit Wechselspannung betriebenen öffentliche Stromnetz haben. Eine Studie der TU Dresden im Auftrag des VDE|FNN von 2011 allerdings zeigte: kaum störende Oberschwingungen bei Energiesparlampen im Mischbetrieb mit anderen Elektrogeräten. Weitere Informationen dazu gibt es hier.

Die richtige Maßnahme wählen

Er empfiehlt Betreibern einen dreistufigen Prozess:

  • 1. Analyse der Ausgangslage, Sichtung und Einschätzung mit einem Experten für Oberschwingungen, ggf. Durchführung einer normgerechten Netzanalyse.
  • 2. Planung der Maßnahmen und Beurteilung/Simulation der Auswirkungen
  • 3. Umsetzung und Validierung der Maßnahmen, um die Erfolge zu dokumentieren.

„Welche der Maßnahmen nun letztendlich die Beste ist oder ob passive oder aktive Maßnahmen generell vorteilhaft sind, lässt sich nicht pauschal beantworten, sondern ist abhängig von der jeweiligen Anlagenarchitektur und den darin enthaltenen Geräten“, schließt Mieslinger.

Vielleicht hilft zunächst ein Rundgang über die Motion, Drives & Automation auf der Hannover Messe. Denn ob ABB, Siemens, Rockwell Automation, Danfoss oder Yaskawa – dort sind sie alle vertreten und können Fragen zu Oberschwingungen beantworten, Details klären und neue Geräte vorführen. Ein reges Interesse dürfte den Herstellern sicherlich gefallen.

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Über den Autor

Dipl.-Ing. (FH) Sandra Häuslein

Dipl.-Ing. (FH) Sandra Häuslein

Redakteurin, konstruktionspraxis – Alles, was der Konstrukteur braucht