Con independencia de su forma, una señal periódica puede descomponerse matemáticamente en una suma de señales sinusoidales con amplitudes y fases diferentes, cuya frecuencia es un múltiplo entero de la fundamental.

Fundamental: frecuencia más baja y útil de la señal.

Procede de la descomposición de una señal en una serie de FOURIER.

Representación temporal

 

Representación espectral

 

Las perturbaciones armónicas son perturbaciones de tipo baja frecuencia «BF» y se transmiten principalmente por «conducción»

 

Índice de distorsión armónica (IDA)

 

El índice de distorsión armónica total permite calcular la deformación de una señal cualquiera de la señal sinusoidal fundamental (rango 1).

Ai= amplitud del amónico de rango

A1= amplitud de la fundamental (rango 1)

  Que puede simplificarse como sigue:

El efecto de los armónicos de rango superior a 40 sobre el índice de distorsión armónica es despreciable (pero su efecto sobre las instalaciones no lo es).

Origen

Todas las cargas (receptores) no lineales (alumbrado fluorescente, rectificador..) consumen una corriente no sinusoidal y, por tanto, generan corrientes armónicas.

La fuente de alimentación transforma estas corrientes armónicas en tensiones armónicas por medio de su impedancia «Z» interna.

U = ZI

Esta tensión armónica conducida por la red es la que genera perturbaciones en otros receptores.

 

Principales generadores de armónicos

-onduladores, convertidores directos de corriente continua,

-puentes rectificadores: electrolisis, grupos de soldadura, etc,

-hornos de arco,

-hornos de inducción,

-arrancadores electrónicos,

-variadores de velocidad para motores de corriente continua,

-convertidores de frecuencia para motores asíncronos y síncronos,

-electrodomésticos tales como televisores, lámparas de descarga, tubos fluorescentes, etc,

-circuitos magnéticos saturados (transformadores...).

Este tipo de receptores se utilizan cada vez más y la «potencia» que controlan es cada vez más alta, de ahí la importancia creciente de las perturbaciones.

 

Principales receptores a los que perturban los armónicos

Receptores  Resultado de la perturbación
Motores síncronos: Calentamiento suplementarios
Transformadores Perdidas y calentamientos suplementarios. Riesgo de saturación si se producen armónicos pares
Motores asíncronos Calentamientos suplementarios principalmente en motores de jaula y especialmente en los de aletas. Pares pulsatorios
Cables Aumento de las perdidas resistivas y dieléctricas.
Ordenadores Problemas de funcionamiento provocados, por ejemplo, por los pares pulsatorios de los motores.
Electrónica de potencia Problemas relacionados con la forma de la onda: conmutación sincronización, etc.
Condensadores Calentamiento, envejecimiento, resonancia del circuito, etc.
Reguladores, relés, contadores Mediciones falseadas, funcionamiento intempestivo, pérdida de precisión, etc.

Fuente de información: TELEMECANIQUE