Aubau und Eigenschaften
Die klassischste Oberschwingungsquelle ist der B6-Brückengleichrichter. Eingesetzt in der Industrie zur Versorgung von großen Elektromotoren waren und sind auch heute noch die Ströme und damit auch die Oberschwingungen groß. Abbildung 1 zeigt das Netzwerk des B6-Brückengleichrichters.
Abb. 1: Netzwerk eines B6-Gleichrichters
Stromverlauf und Spektrum
Der B6-Brückengleichrichter zieht einen charakteristischen Strom und hat auch eine charakteristisches Oberschwingungsspektrum. Abbildung 1 zeigt auf der linken Seite diesen charakteristischen Leiterstrom und auf der rechten Seite den Strom im Gleichstromkreis. Im rechten Bild sind je „Block“ die beiden Spitzen zu erkennen, da die Thyristoren immer nur netzgeführt zu einem Zeitpunkt „durchzünden“. Ebenso sind die „Stromrampen“ der Kommutierung zu erkennen, d.h. der Strom springt nicht von 0 A auf den Spitzenwert.
Abb. 2: Leiterstrom eines B6-Gleichrichters (links) und Strom im Zwischenkreis (rechts)
Mit einer großen Drossel im Gleichstromkreis lässst sich ein mehr idealisierter Block Strom erzeugen. Abbildung 3 (links) zeigt den idealisierten Stromverlauf für den Fall einer unendlich großen Drossel im Gleichstromkreis. Im Gleichstromkreis ist dann auch nur ein Gleichstrom. In Abb 3. (rechts) wird das charakteristische Spektrum dazu angedeutet samt Formel. Es werden keine Oberschwingungen im Nullsystem (Ordnungen die durch 3 teilbar sind) oder geradzahlige Ordnungen (2, 4, …) erzeugt. Die 5te Oberschwingung ist die dominierende. Abbildung 4 zeigt zudem den Verlauf und das passende Spektrum aus einem Netzberechnungsprogramm.
Abb. 3: Leiterstrom eines idealen B6-Gleichrichters (links) und idealisiertes Spektrum (rechts)
Abb. 4: Idealer Verlauf B6-Gleichrichters (links) und idealisiertes Spektrum (rechts)
In Abbildung 5 wird ein real gemessener Stromverlauf (Faktor 10) und Spannungsverlauf eines Frequenzumrichters mit B6-Gleichrichterschaltung gezeigt.
Abb. 5: Gemessener Strom und Spannungsverlauf an einer B6-Gleichrichterschaltung