Algunas preguntas sobre armónicos

¿Qué son los armónicos y cómo afectan a un sistema eléctrico?

Los armónicos son la parte de una señal cuyas frecuencias son múltiplos integrales de la frecuencia fundamental del sistema. Por ejemplo, con una frecuencia fundamental de 50Hz, podemos esperar armónicos a 100Hz, 150Hz, 200Hz, etc. Una vez definida, veremos ahora su relevancia en los sistemas eléctricos. Cuando hablamos de voltaje o corriente alter, asumimos que es de forma sinusoidal. Pero una verdadera sinusoide es ideal y es casi imposible crear esta forma de onda en la realidad. Todas las formas de onda AC tienden a desvide la forma sinusoidal ideal, aunque el grado de desviación puede variar de muy poco a un mayor grado. Llamamos a tales formas de onda distorsiono complejas formas de onda.

¿Qué causa los armónicos en un sistema eléctrico?

Con esta comprensión de los armónicos, ahora podemos pasar a entender lo que da a luz a estos armónicos. Todas las cargas eléctricas se clasifican en dos categorías. Una es la carga lineal que dibutensión y corriente en forma sinusoidal, pero puede tener un desplazamiento de fase. Las resistencias, inductores, condensy sus combinaciones caen bajo esta categoría. El otro es la carga no lineal que atrae la corriente en pulsos abrupten lugar de una sinusoide suave que indica una respuesta distor. La electrónica de potencia moderna que consiste en circuitos de inversión, rectificación, carga y descarga, etc. entran en esta categoría. Es esta carga no lineal la que da a luz a los armónicos.

Algunas de las fuentes de armónicos que vemos en nuestro día a día incluyen CFL/ luces fluorescentes, balastelectrónicos, reguladores de ventilador, UPS e inversores, soldadores de arco, transformadores bajo ninguna carga/luz y sistemas de energía solar.

¿Por qué son malas las armónicas?

En general, la distorsión de tensión no es del todo deseada, ya que puede resultar en el aumento del valor efectivo de tensión pico y también puede cambiar el valor efectivo de la corriente y resultar en un aumento de las pérdidas. En las líneas de transmisión, las capacitancias perdidas que suelen ser pequeñas en la frecuencia estándar aumenta drásticamente debido a armónicos de frecuencia más alta (reaccapacique es inversamente proporcional a la frecuencia) lo que resulta en la calidad de la potencia entregada siendo pobre debido a un menor factor de potencia.

En transformadores, las pérdidas de hierro en general varían con el cuadrado de la frecuencia. Debido a la presencia de armónicos de frecuencia más alta, las pérdidas de hierro en un transformador se incrementan. También puede conducir a la resonancia entre la inductancia del transformador y la capacique puede conducir a vibraciones no desedel núcleo del transformador.

Igual con el caso de motores y generadores. El flujo de armónicos en el estator genera un flujo desvique puede resultar en el calentamiento del rotor, pulsde pares, generación de ruido que afecta a la vida útil total. Aparte de esto, los armónicos también afectan al funcionamiento de dispositivos de medición, relés y a veces pueden interferir con las redes de comunicación.

Aunque varios filtros están disponibles para la eliminación de armónicos, sigue siendo un dolor de cabeza en ciertas situaciones. Por lo tanto, la próxima vez que veas a tu ventilador de techo haciendo ruidos extraños cuando esté funcionando en un inversor, apunta hacia él y di "¡¡¡Eso son armónicos!!!".