Los inversores son un tipo de dispositivo electrónico de potencia ampliamente utilizado en la automatización industrial. Ajustan la velocidad de los motores cambiando la frecuencia y amplitud del voltaje de entrada del motor. Aunque los inversores mejoran la eficiencia energética y el rendimiento del control, generan armónicos durante el funcionamiento, que tienen un efecto adverso en las redes eléctricas y los equipos. Comprender las causas y los principios de los armónicos del inversor es esencial para tomar las medidas de supresión adecuadas.
â . Causas de los armónicos del inversor:
1. Características de carga no lineal: los inversores contienen componentes no lineales como diodos, tiristores, IGBT, etc., que provocan distorsión de la forma de onda de la corriente durante el funcionamiento, generando así armónicos.
2. Modulación de ancho de pulso (PWM): los inversores suelen utilizar tecnología PWM para ajustar el voltaje y la frecuencia de salida. El principio de funcionamiento de PWM es generar una serie de pulsos con diferentes anchos cambiando rápidamente los dispositivos de potencia para obtener el valor de voltaje promedio deseado. Esta conmutación rápida provoca componentes de alta frecuencia en las formas de onda de corriente y voltaje, concretamente armónicos.
3. Proceso de rectificación: la etapa frontal del inversor suele ser un rectificador, que convierte la energía de CA en energía de CC. Durante el proceso de rectificación, la corriente solo puede conducirse cerca del valor máximo del voltaje, lo que hace que la forma de onda de la corriente tenga forma de pulso, generando así armónicos.
1. Armónicos de tiempo: durante el funcionamiento del inversor, debido a las características de conmutación rápida del control PWM, las formas de onda del voltaje y la corriente de salida en realidad se componen de una serie de pulsos discretos en el tiempo. Estas formas de onda de pulso contienen la onda fundamental (una onda sinusoidal de la frecuencia requerida) y los armónicos de tiempo de múltiplos enteros de la frecuencia fundamental.
2. armónicos espaciales: además de los armónicos de tiempo, la disposición espacial de los componentes electrónicos de potencia en el inversor también puede causar armónicos. Por ejemplo, las formas de onda de pulso de diferentes fases en un inversor multifásico pueden interferir entre sí y generar armónicos espaciales.
3. Interferencia electromagnética (EMI): Los armónicos de alto orden generados por el inversor se propagarán en forma de campos electromagnéticos e interferirán con los equipos electrónicos circundantes. Esta interferencia electromagnética puede provocar un mal funcionamiento o una degradación del rendimiento de otros equipos.
â¢. El impacto de los armónicos:
Los armónicos pueden causar una variedad de efectos adversos en las redes eléctricas y los equipos, que incluyen:
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IAumentar la pérdida de transformadores y cables, lo que provoca sobrecalentamiento.
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Causa distorsión del voltaje de la red y afecta la calidad de la energía.
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Interfiere con el funcionamiento normal de los sistemas de comunicación y otros equipos electrónicos sensibles.
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Causar envejecimiento prematuro o daños a los dispositivos de protección como condensadores y relés.
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Reduce la eficiencia del motor y aumenta el ruido y la vibración.
La generación de armónicos <130del inversor es el resultado de la interacción de elementos no lineales, la tecnología PWM y el proceso de rectificación dentro del inversor. Los armónicos no solo afectan la estabilidad y la calidad de la energía de la red, sino que también pueden causar daños al equipo. Por lo tanto, tomar supresión armónica y medidas de filtrado efectivases la clave para mejorar el rendimiento general y la confiabilidad del sistema. Además de agregar un reactor de entrada y salida para VFD, el filtro de armónicos activo es la mejor manera de mitigar todo el sistema de distribución dañosónicos .
