Gegen die Ober­wellen

Seit Einfüh­rung der Norm 61000-3-2 zur Redu­zie­rung der Strom­ober­wellen hat sich die aktive Power Factor Correc­tion (PFC) als aktive Filter­maß­nahme bei Geräten, die am Einpha­sen­netz betrieben werden, mehr und mehr verbreitet. Die aktive PFC führt den Eingangs­strom der sinus­för­migen Eingangs­span­nung nach, sodass die Ober­schwin­gungs­an­teile im Eingangs­strom stark redu­ziert werden. Im Wesent­li­chen werden hierfür ein Tran­sistor, eine Diode, eine Induk­ti­vität und ein Controller benö­tigt.

Der Wert des Power Factors (PF) gibt eine Aussage darüber, wie sehr die Strom­form des Eingangs­stroms der idealen Sinus­form gleicht und wie groß der Phasen­winkel zwischen Strom und Span­nung ist. Im Ideal­fall würde gelten: PF = 1 (ideale Sinus­form für den Strom und Phasen­winkel zwischen Eingangs­span­nung und Eingangs­strom φ = 0°). Mit dem heutigen Stand der Technik können Werte von PF = 0,99 erreicht werden. Zur Einhal­tung der Grenz­werte nach Norm sind derartig hohe Werte nicht zwin­gend notwendig.

„Sobald mehrere Venti­la­toren im Paral­lel­be­trieb einge­setzt werden, ist die Verwen­dung einer aktiven PFC nahezu unum­gäng­lich.“

Günter Haas, Grup­pen­leiter Entwick­lung Elek­tronik, ebm-papst Mulfingen

Alter­nativ zur aktiven PFC kann bei Einzel­ge­räten auch eine passive Lösung einge­setzt werden. Diese besteht entweder aus einer in der Zulei­tung des Gerätes oder einer vor dem Zwischen­kreis­kon­den­sator ange­ord­neten Induk­ti­vität.

Weiterhin werden durch die Mini­mie­rung der Ober­wel­len­an­teile sowohl die Blind­leis­tung als auch der effek­tive Strom stark redu­ziert. Hier­durch kann bei der Instal­la­tion solcher Geräte auf klei­nere Leitungs­quer­schnitte für die Zulei­tung zurück­ge­griffen werden.

Wird nur ein Venti­lator als Einzel­gerät einge­setzt, so kann die oben genannte Norm auch mit einer passiven PFC-Lösung einge­halten werden. Sobald mehrere Venti­la­toren in einem Paral­lel­be­trieb einge­setzt werden, ist die Verwen­dung einer aktiven PFC nahezu unum­gäng­lich.

Die Abbil­dung zeigt die Strom­ober­wel­len­an­teile beim Paral­lel­be­trieb von je drei Venti­la­toren mit passiver und drei Venti­la­toren mit aktiver PFC. Der Betrieb von drei Venti­la­toren mit passiver PFC-Lösung ist in diesem Beispiel nach Norm nicht zulässig.