Oberschwingungen, auch Harmonische genannt, sind Wellen, deren Frequenz um ein Vielfaches höher sind als die Grundfrequenz. Diese hat bei der elektrischen Spannung einen sinusförmigen Verlauf. Aber eben nur im Idealfall. Denn durch Störfaktoren, wie zum Beispiel den frequenzgeregelten Antrieben, wird diese ideale Sinuskurve durch andere sinusförmige Wellen überlagert und verzerrt: Oberschwingungen entstehen, die wiederum negative Rückwirkungen auf die elektrischen Anlagen haben ­– ein Teufelskreis. Holger Kretzschmar von Reinhausen Power Quality erklärt: „Anfangs war es vor allem die 5. Harmonische, die Probleme verursachte. Sie werden mit Passivfiltern beseitig. Doch mit der steigenden Anzahl frequenzgeregelter Antriebe tauchten weitere Oberschwingungen auf, die von der 7., über die 11. bis hinauf zur 51. Harmonischen reichten. Um diese in den Griff zu bekommen, sind Aktivfilter gefragt.“  Passivfilter wirken, vereinfacht ausgedrückt, wie ein Widerstand der die Oberschwingung ableitet, Aktivfilter hingegen eliminieren diese, in dem sie gegenläufige Welle aussenden.

Eine relativ neue Störquelle sind sogenannte Supraharmonics mit Schwingungen in höheren Frequenzbereichen von zwei bis neun Kilohertz. Sogenannte Active Frontends (AFE), also Frequenzumrichter, sind die Quelle. Und die werden in Zukunft noch viel häufiger eingesetzt. Früher haben die Supraharmonics niemanden gestört, eine Stanzmaschine ist robust genug, sie auszuhalten, aber moderne Lasten wie zum Beispiel LED-Leuchten werden immer empfindlicher. Kleine Leistungselektronik geht bei höheren Schwingungen schnell kaputt. „Wir wollten also eine Filterlösung entwickeln, die ein für alle Mal Probleme mit Oberschwingungen und Supraharmonics beseitigt. In der Praxis sind solche Filteranlagen häufig komplex und überdimensioniert, das schreckt viele ab unsere Lösung sollte daher einfach und robust sein“, so Kretzschmar.

Mit der Total Harmonic Solution haben die Experten von Powerquality eine modulare Systemlösung aus Passiv- und Aktivfiltern sowie SHU-Filtern für die Supraharmonics entwickelt. Die Anwender können entscheiden, welche Bausteine sie tatsächlich benötigen und können sich so eine standardisierte aber zugleich maßgeschneiderte Filterlösung zusammenstellen und jederzeit nachrüsten.  Das Besondere an der Lösung ist die Gerätesoftware.  Sie misst die Oberschwingungen und der Algorithmus bewertet fortlaufend die Störpegel und steuert automatisch dagegen, sodass die hinterlegten Grenzwerte nicht überschritten werden. Bei der Programmierung sind auch die Erfahrungen aus dem Feld miteingeflossen. Das System reguliert sich automatisch und filtert genau das, was benötigt wird. Wenn ein Betrieb seine Fertigungsstraße umstellt und sich das Netz dadurch ändert, ist das ebenfalls kein Problem — die neue Parametrierung läuft von alleine, ohne dass ein Servicetechniker extra hinfahren muss.