Wesentliche Grundlagen der totalen harmonischen Verzerrung (THD)

The Zeitgeist Movement - Orientation Presentation 2009 [deutsche Untertitel] (Kann 2019).

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Anonim

THD-Definition

Für ein Signal y ist die gesamte harmonische Verzerrung (THD) durch die Gleichung definiert:

Wesentliche Grundlagen der totalen harmonischen Verzerrung (THD)

Diese Definition entspricht der Norm IEC 61000-2-2.

Beachten Sie, dass der resultierende Wert eins überschreiten kann. Gemäß dem Standard kann h im Allgemeinen auf 50 begrenzt werden . Diese Gleichung erzeugt einen einzelnen Wert, der die Verzerrung einer Spannung oder eines Stromes anzeigt, der an einem gegebenen Punkt in einem Verteilungssystem fließt. Harmonische Verzerrung wird im Allgemeinen als Prozentsatz ausgedrückt.

Definition // THD steht für Total Harmonic Distortion. Das Niveau der harmonischen Verzerrung wird oft verwendet, um den Grad des Oberwellengehaltes in einem alternierenden Signal zu definieren.

Strom und Spannung THD

Wenn es um Stromoberschwingungen geht, wird die Gleichung:

Die obige Gleichung entspricht der folgenden Gleichung, die direkter und einfacher zu verwenden ist, wenn der gesamte Effektivwert bekannt ist:

Beim Umgang mit Oberschwingungen der Spannung wird die Gleichung:

Gesamtharmonischer Faktor (THF)

In bestimmten Ländern mit unterschiedlichen Arbeitsgewohnheiten wird eine andere Gleichung verwendet, um die harmonische Verzerrung zu bestimmen. In dieser Gleichung wird der Wert der Grundspannung U 1 oder der Grundstrom I 1 durch die Effektivwerte U rms bzw. I effs ersetzt.

Um die beiden Gleichungen zu unterscheiden, nennen wir die zweite den Total Harmonic Factor (THF) . Beispiel für eine Spannung THF:

Der Gesamtoberschwingungsfaktor, ob für Spannung oder Strom, ist immer kleiner als 100% . Es macht analoge Messungen von Signalen einfacher, wird aber immer weniger verwendet, da das Ergebnis sehr nahe an dem oben definierten THD liegt, wenn ein Signal nicht signifikant verzerrt ist.

Außerdem ist es für stark verzerrte Signale nicht gut geeignet, da es im Gegensatz zu dem zu Beginn dieses technischen Artikels definierten THD den Wert von 100% nicht überschreiten kann.

Bedeutung der THD zu mildern

Es gibt zwar keinen nationalen Standard, der THD-Grenzwerte für Systeme vorgibt, aber es gibt empfohlene Werte für eine akzeptable harmonische Verzerrung. IEEE Std 519, "EMPFOHLENE PRAKTIKEN UND ANFORDERUNGEN AN DIE HARMONISCHE STEUERUNG IN ELEKTRISCHEN LEISTUNGSSYSTEMEN" bietet empfohlene harmonische Werte für Stromversorgungssysteme:

Computer und verwandte Geräte, wie programmierbare Steuerungen, benötigen häufig Wechselstromquellen, die nicht mehr als 5% Oberwellenspannungsverzerrungsfaktor (THD) aufweisen, wobei die größte einzelne Oberwelle nicht mehr als 3% der Grundspannung beträgt .

Höhere Oberschwingungen führen zu unregelmäßigen, manchmal subtilen Fehlfunktionen der Ausrüstung, die in einigen Fällen schwerwiegende Folgen haben können.

Die Grenzwerte für die Oberschwingungen der Spannung sind somit auf 5% für THD und 3% für jede einzelne Harmonische eingestellt . Es ist wichtig zu beachten, dass die Vorschläge und Werte in diesem Standard rein freiwillig sind.

Die Einhaltung niedriger THD-Werte in einem System gewährleistet jedoch weiterhin einen ordnungsgemäßen Betrieb der Ausrüstung und eine längere Lebensdauer der Ausrüstung.

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Verweise //

  • Oberwellenerkennung und -filterung - Schneider Electric (Download Guide)
  • Total Harmonic Distortion und Effekte in elektrischen Energiesystemen - Associated Power Technologies (APT)

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