Frequenzerhalt

Frequenzerhalt bezeichnet in der Technik die Fähigkeit eines Systems, eine gewünschte Frequenz eines Signals oder eines Betriebsgrößenwerts trotz Störungen, Parameteränderungen oder Laständerungen stabil zu halten. Der Begriff wird in verschiedenen Bereichen angewendet, wobei das zentrale Ziel eine möglichst geringe Abweichung von der Ziel freuqenz ist.

In elektrischen Versorgungsnetzen ist der Frequenzerhalt von zentraler Bedeutung: Die Netzfrequenz (zum Beispiel 50 Hz in Europa oder 60 Hz in Nordamerika) soll trotz wechselnder Last und Einspeisung stabil bleiben. Dazu kommen Regelgrößen wie Primär- und Sekundärregelung, automatische Frequenzregelung, Regelleistung von Kraftwerken und Dezentraleinheiten. Diese Mechanismen arbeiten zusammen, um Frequenzabweichungen zu erkennen, zu glätten und innerhalb festgelegter Toleranzen zu halten.

In der Elektronik wird Frequenzerhalt häufig durch Phasenregelkreise (Phase-Locked Loop, PLL) realisiert. Ein PLL synchronisiert einen lokalen Oszillator an eine stabil vorgegebene Referenzfrequenz, wodurch Frequenz- und Phasenfehler minimiert werden. In Anwendungen wie Funk- oder Messschaltungen dient der Frequenzerhalt der Zuverlässigkeit der Trägerfrequenz und der Signalintegrität.

In der Antriebstechnik bedeutet Frequenzerhalt oft die Drehzahlstabilisierung eines Motors. Regelungen wie PID- oder Droop-Kontrollen sorgen dafür, dass die mechanische Frequenz oder die damit verknüpfte Orientierung stabil bleibt, selbst bei Laständerungen oder Störungen.

Herausforderungen umfassen Verzögerungen, Rausch, Nichtlinearitäten und Systeminstabilitäten. Ein gutes Frequenzerhalt-Design balanciert Reaktionsgeschwindigkeit, Robustheit und Messgenauigkeit.