Oberschwingungsfilter

Wirkprinzip von Oberschwingungsfiltern im Netz

Oberschwingungsfilter reduzieren unerwünschte Frequenzanteile, die über der Grundfrequenz des Netzes liegen. Diese Oberschwingungen entstehen vor allem dort, wo elektrische Energie gleichgerichtet, getaktet oder elektronisch geregelt wird. Das Filter wird so ausgelegt, dass bestimmte harmonische Anteile gedämpft oder aktiv kompensiert werden. Dadurch sinken Verzerrungen im Netz, und angeschlossene Betriebsmittel werden gleichmässiger versorgt.

Einsatz in Maschinenbau, Antriebstechnik und Schaltschränken

In der Metallbranche treten Oberschwingungen häufig in Anlagen mit Frequenzumrichtern, Servoumrichtern, Schweissanlagen, Heizsystemen oder verdichteter Leistungselektronik auf. Relevant ist das insbesondere in Schaltschränken, Unterverteilungen und Maschinenlinien mit vielen gleichzeitig betriebenen Antrieben. Oberschwingungsfilter werden dort eingesetzt, wo Netzqualität, thermische Belastung von Komponenten oder Wechselwirkungen zwischen mehreren Verbrauchern beurteilt werden müssen. Auch bei Erweiterungen bestehender Anlagen kann eine nachträgliche Filterung sinnvoll sein.

Passive und aktive Filter sowie Auslegungskriterien

Je nach Anwendung kommen passive oder aktive Oberschwingungsfilter zum Einsatz. Passive Systeme arbeiten mit abgestimmten elektrischen Bauteilen und sind auf bestimmte Frequenzbereiche ausgelegt, während aktive Systeme störende Anteile elektronisch erfassen und kompensieren. Für die Auswahl sind Netzform, Lastprofil, Leistungsklasse, vorhandene Umrichtertechnik und die tatsächlich auftretenden Oberschwingungen massgebend. Eine fachliche Auslegung berücksichtigt zudem, ob einzelne Verbraucher oder ein gesamter Anlagenteil gefiltert werden sollen.

Abgrenzung zu EMV-Filtern und Ausgangsfiltern

Oberschwingungsfilter sind nicht mit EMV-Filtern gleichzusetzen. EMV-Filter dämpfen hochfrequente Störungen zur elektromagnetischen Verträglichkeit, während Oberschwingungsfilter auf niederfrequentere Netzrückwirkungen ausgerichtet sind. Auch Ausgangsfilter erfüllen eine andere Aufgabe: Sie sitzen typischerweise hinter dem Frequenzumrichter und beeinflussen das Signal zum Motor, nicht primär die Belastung des speisenden Netzes. Innerhalb der Kategorie elektrische und elektronische Bauteile gehören Oberschwingungsfilter damit funktional zur Netzqualität und nicht zur Sensorik, Anzeige- oder Bedientechnik.