Wobei die meisten Harmonischen die 2. bis 51. Harmonische sind?

IN jedem System, das nichtlineare Lasten, die Phasenanschnittsteuerung oder abruptes Schalten verwenden , insbesondere solche, die einen nicht sinusförmigen Strom ziehen. Der spezifische Bereich von „2. bis 51.“ ist ein klassisches Kennzeichen bestimmter Technologien. Hier sind die häufigsten Stellen, an denen Sie ein so breites harmonisches Spektrum finden:

1. Das klassische Beispiel: Thyristorgesteuerter Reaktor (TCR) in SVC-Anlagen

Dies ist die direkteste Antwort auf Ihre Frage. Wie bereits erwähnt, Thyristorgesteuerter Reaktor (TCR) ist der primäre Generator eines kontinuierlichen Spektrums von der 2. bis zur 51. Harmonischen. Wenn Sie die Stromwellenform an den Anschlüssen eines TCR messen würden, würde seine harmonische Verzerrung durch genau diesen Bereich charakterisiert.

2. Industrieanlagen mit Hochleistungs-Wechselspannungsreglern

Jeder industrielle Prozess, der eine Phasenanschnittsteuerung mit Thyristoren (SCRs) oder Triacs verwendet, um die Leistung einer ohmschen oder induktiven Last zu variieren, erzeugt dieses Spektrum.

• Industrielle Heizung: Große Lichtbogenöfen, Induktionsöfen und Widerstandsschweißgeräte. Die intensive und schnell wechselnde Stromaufnahme führt zu enormen Verzerrungen.

• Große Lichtdimmer: Sehr alte oder industrielle Beleuchtungssysteme mit Glühlampen oder Transformatoren, die Phasenanschnittdimmer verwenden.

• Sanftanlaufgeräte für Wechselstrommotoren: Sie sind zwar nur beim Anfahren aktiv, speisen in dieser Zeit jedoch ein ähnliches Oberschwingungsspektrum in das Versorgungsnetz ein.

3. Magnetische Kernsättigung (Ein Sonderfall für Harmonische gerader Ordnung)

Die Anwesenheit von 2., 4., 6. ... (gerade) Harmonische sind ein besonderes Warnsignal. Sie kommen in Standard-Leistungselektronikschaltungen seltener vor und weisen auf ein bestimmtes Phänomen hin:

• Transformatoren und Reaktoren im Sättigungsbetrieb: Wenn der Magnetkern eines Transformators oder Reaktors in die Sättigung getrieben wird (z. B. aufgrund von Überspannung, geomagnetischen Stürmen oder falscher Konstruktion), wird der Magnetisierungsstrom asymmetrisch und reich an Harmonische gerader Ordnung , insbesondere die 2. Dies ist ein klassisches Szenario, in dem Sie die 2. Harmonische deutlich in diesem Bereich von der 2. bis zur 51. sehen würden.

4. Lichtbogenlasten

• Lichtbogenöfen (EAFs): Dies ist eine Hauptursache. Der Lichtbogen selbst ist eine stark nichtlineare und chaotische Last. Seine Spannungs-Strom-Kennlinie ist unregelmäßig und erzeugt ein sehr breites und kontinuierliches Spektrum an Oberschwingungen, einschließlich aller Ordnungen von der zweiten bis zu sehr hohen Frequenzen. Die zufällige Natur des Lichtbogens sorgt für eine breite Verteilung.

5. Ungewöhnliche und problematische Fälle

• Halbwellengleichrichter: Ein Halbwellengleichrichter zieht Strom nur für die Hälfte des Zyklus. Dies erzeugt eine asymmetrische (DC-Offset) und stark verzerrte Wellenform, die reich an Harmonische gerader Ordnung (2., 4., 6. ...) sowie Harmonische ungerader Ordnung. Obwohl sie aufgrund ihrer negativen Auswirkungen im professionellen Design selten sind, können sie in sehr billigen oder fehlerhaften Verbrauchernetzteilen vorkommen.

Warum sehen wir das bei moderner Elektronik nicht häufiger?

Moderne Schaltnetzteile (in Computern, Servern, LED-Treibern) und Frequenzumrichter (VFDs) verwenden einen anderen Mechanismus: Dioden-/Transistor-Brückengleichrichter, gefolgt von einem Gleichstromkondensator .

• Diese ziehen Strom in kurzen, scharfen Impulsen an der Spitze der Spannungswellenform.

• Diese Art der Nichtlinearität erzeugt vor allem Harmonische ungerader Ordnung (3., 5., 7., 9., 11. …) .

• Die 3. Harmonische und ihre Vielfachen (Triplene) haben normalerweise die höchste Größenordnung.

Suchen Sie nach großen, leistungsstarken Industriegeräten, die Thyristoren zum „Zerhacken“ der Wechselstromwellenform verwenden (wie TCRs) oder instabile Lichtbögen beinhalten (wie Lichtbogenöfen).

Das Vorhandensein eines kontinuierliches, breites Spektrum einschließlich ausgeprägter Harmonischer gerader Ordnung (2., 4.) ist ein starker Indikator für Phasenanschnittsteuerung oder Kernsättigung , im Gegensatz zu impulsartige Stromaufnahme moderner Gleichrichter, die vor allem Oberwellen ungerader Ordnung erzeugt.