Aktivní filtry snižují zpětné působení nelineárních spotřebičů do sítě. Roční potenciální úspora elektrické energie podle některých zdrojů v Německu představuje u elektrických pohonů zhruba 27 mld. kWh.

Proto jsou elektrické pohony v užším centru diskuze o hospodárnosti jejich využití. Díky rozšířenému používání frekvenčních měničů se hospodárnost při využívaní energie regulovaných pohonů stále zlepšuje. Přece však existuje jeden nedostatek. Napájecí síť zatěžují nelineární spotřebiče, ke kterým patří vedle spínaných zdrojích nebo energeticky úsporných žárovkách i měniče frekvence.

V ideálním případě by mělo mít síťové napětí, které dodávají dodavatelé elektrické energie pro domácnosti, podniky a průmysl, rovnoměrné sinusové napětí s konstantní amplitudou a frekvencí. Nelineární spotřebiče však odebírají ze sítě nesinusový (neharmonický) zátěžový proud. Takovéto typické zatížení sítě vytvoří nejčastěji používaný 6pulzní vstupní usměrňovač. Z toho vyplývají odchylky od ideální sinusové formy, čemuž se dnes v napájecí síti nedá vyhnout a je i v určitých hranicích přípustná.

Tyto deformace sinusové formy jako následek nelineárního odběru proudu se nazývá zpětné působení na síť, nebo i vyšší harmonické. Na posoužení kvality sítě se v současnosti bere do úvahy rozsah do 2,5 kHz, odpovídající 50. harmonické. Vyšší harmonické s nejsilnějšími účinky jsou 5. a 7., teda frekvence od 250 a 350 Hz. Příliš velká deformace příp. příliš velký obsah vyšších harmonických vede k tomu, že např. citlivé elektronické stanice, zařízení jako jsou počítače, senzory či regulátory nebudou fungovat bezchybně a dokonce můžou být poškozené nechráněné kompenzační stanice jalového proudu.

Zatížení vyššími harmonickými a jejich následky

Přenosová síť, zapojené transformátory anebo kompenzační zařízení v průmyslu jsou přepočítané a dimenzované na jmenovitou frekvenci sítě, např. 50 Hz. Vysokofrekvenční podíly, jako je představují vyšší harmonické, v provozech značně zvyšují náklady. Vyšší pořizovací náklady na elektrickou energii, vyšší ztráty na přenosových cestách, zvýšené náklady kvůli vyššímu zatížení jalovým výkonem a nutnost předimenzování komponentů a častí zařízení jsou jen některé z nich. Kvůli tomuto dodatečnému zatížení se mohou dokonce přístroje přehřát a vypadnout.

Kvůli frekvenční závislosti impedance kondenzátorů a cívek v kompenzačních zařízeních stoupají ztráty v těchto zařízeních. Popři tom můžou kondenzátory a cívky tvořit oscilační obvody s rezonančními frekvencemi v rozsahu vyšších harmonických, což může mít za následek zničení kompenzačního zařízení.

Dalším bodem je vyšší tepelné zatížení používaných transformátorů a kabelů. Aby se nepřetěžili, musí se oba dva předimenzovat. Pokud to už není možné, například v existujícím zařízení, zredukuje se maximální zatížení podle dříve vypočítaného konstrukčního bodu.

Deformované napájecí napětí může citlivé spotřebiče omezit v jejich funkcích nebo dokonce úplně vyřadit z provozu. K těmto spotřebičům patří například systémy řízení procesu, řídící komponenty anebo měřící zařízení, které pro požadovaný způsob činnosti potřebují správnou úroveň napětí.

Aby se uživatelé chránili před účinky, vsadí na opatření na redukci zpětného působení elektronických regulací výkonu do sítě. U měničů frekvence Danfoss jsou například už sériově zabudované dodatečné filtrační prvky sloužící na omezení zatížení vyššími harmonickými. A přece – součet všech nelineárních spotřebičů si ve vzrůstající míře vyžaduje řešení, které dále značně zredukuje tyto negativní vlivy na kvalitu sítě.

Snižování zpětného působení na síť, souhrn opatření a dopady