Niederfrequente elektrische Störungen: Flicker
Quellen:
- EN 61000-3-3
http://www.npl.co.uk/electromagnetic/dclf/flicker/regulating_flicker.html- http://www.ce-mag.com/archive/1999/mayjune/McKim.html 'The UIE Flickermeter Demystified', Compliance Engineering, Mai 1999.
- Keith Armstrong "EMC Testing" Teil 7 (und mehr unter http://www.compliance-club.com/KeithArmstrongPortfolio.htm), die Pst=I-Kurve ist schlecht wiedergegeben.
- http://www.zes.com/download/zes_sys61k_presse_ea_8_01.pdf enthält eine halbwegs genaue Reproduktion der Pst=I Kurve.
- Beschreibung des Flickermeters in EN60868 sowie IEC 868 (1986), IEC 868 Anhang 1 (1990), IEC 61000-4-15 (1997).
Vorsicht: man muß zwischen Modulationsgrad und Schwankung des Effektivwertes unterscheiden! 50% Modulationsgrad ergibt 100% DeltaU/U
Anforderungen aus EN 61000-3-3:
Relative Spannungsänderung
- Änderung aufeinanderfolgender stationärer (>1s dauernden Zuständen) Spannungen max. 3%
- Spitzenwert (Differenz zwischen Maximum und Minimum einzelner Halbwellen) 4%, aber nicht länger als 200ms über den 3%.
- Für manuell verursachte und seltene Ereignisse (<1/h) 1,33facher Grenzwert => 4%/5,33% (26A Einschaltstrom)
- Anhang schlägt 6% für manuelle Schaltvorgänge vor => 29A "inrush current".
- Kurzzeit- und Langzeit-Flicker (nicht für manuelle Schaltvorgänge und Ereignisse seltener als 1/h) werden mit dem Flickermeter bewertet, in vielen Fällen kann man es aber auch analytisch machen.
Indikator für Kurzzeit-Flicker Pst ist der Ausgangswert des Flickermeters, über 10 Minuten beobachtet darf er 1 nicht überschreiten.
- Analytisch für kontinuierliche rechteckförmige Spannungsänderung: Graph Pst=I in Norm, etwa eine 'Gerade' in doppelt logarithmischer Darstellung, von 3% bei 0,8/Minute über 1% bei 30/Minute bis 0,5% bei 400/Minute. Minimum: knapp 0,3% bei 1000/Minute (8Hz max. physiologische Empfindlichkeit - eine Spannungs- änderung entspricht einer halben Periode!).
- Langzeit-Flicker Plt wird aus zwölf aufeinanderfolgenden Kurzzeit-Werten ermittelt, Grenzwert 0,65.
Wenn ich das richtig interpretiere, ist bei einem Temperaturregler mit 3s Periode (40 Änderungen pro Minute) also ein Pst=1 bei 0,95%=2,2V gegeben, die bei ca. 4A bzw. 1000W erreicht werden. Unter 1,3A muß man sich um nichts mehr kümmern.
Keith Armstron schreibt in "Design techniques for EMC?Part 6", daß ab ca. 600uF Eingangskondensator der Einschaltstrom kritisch wird.
FlickerMeter: wurde von der UIE definiert (International Union for the Application of Electricity)
Eigenschaften des Meßgerätes (aus UIE demystified):
- Oberwellen der Quelle <3%
- Impedanz bei 50Hz 0,16Ohm+j0,1Ohm (318uH) im Neutralleiter, 0,24Ohm+j0,15Ohm (477uH) im Außenleiter (entspricht dem Großteil der Installationen in Europa). Für einphasige Geräte reicht eine zusammengefaßte Impedanz von 0,4Ohm+j0,25Ohm (795uH) (das ergibt knapp 0,5Ohm absolut?).
- AGC mit Anstiegszeit (10%->90%) von 1 Minute, um langsame Änderungen zu unterdrücken. Kann man auch durch einen 5,83mHz Tiefpaß ersetzen.
- Demodulator
- Bewertungsfilter: einpoliger Hochpaß mit 0,05 Hz und sechspoliger Butterworth Tiefpaß mit 35Hz entfernen Gleichspannung und 100Hz-Reste des Demodulators. Spezieller Bandpaß mit Peak bei 8,8Hz, der die subjektive Empfindung des Flackerns einer 60W-Glühlampe nachbilden soll.
- Quadrierer und "gleitender Mittelwert" (einpoliger 0,53Hz-Tiefpaß)
- Statistische Klassifizierung...
=> ziemlich kompliziert. Wird heutzutage rechnerisch gemacht, aber ich habe bis jetzt keine unmittelbar nachvollziehbare Beschreibung der Prozedur finden können. Prof. Dr.-Ing. Mombauer verrät es wahrscheinlich in seinen Seminaren.