Armonicas

1.) FILTRO ACTIVO PARA CORRECCION DE ARMÓNICOS.

Los Filtros Activos de Potencia (FAP) se presentan como una alternativa de solución a los filtros pasivos de potencia. Un FAP es un dispositivo basado en electrónica de potencia que inyecta armónicos (de tensión o corriente) en un punto de conexión. Su principal objetivo es suministrar los armónicos que consume una carga no lineal con el finde eliminar dichos armónicos de la red de suministro eléctrico. El contenido armónico que inyecta un FAP en un punto de conexión debe cumplir unas condiciones adecuadas de magnitud y ángulo para que el dispositivo sea efectivo, por lo tanto es necesario disminuir el error de seguimiento en el sistema de control para cada una de las frecuencias de interés.

En esta aplicación, el controlselectivo se añade a un control convencional (PI) de un FAP, mejorando el seguimiento de referencias de tipo sinusoidal, o reduciendo perturbaciones sin error en régimen permanente. Los resultados obtenidos se validan por medio de simulación y un prototipo de laboratorio. El control selectivo es una técnica de control lineal que se fundamenta en el Principio de Modelo Interno (PMI). Esta técnica estableceque para seguir una señal sin error es necesario incluir el modelo de dicha señal en el regulador del sistema de control. Cabe destacar que para eliminar varias frecuencias armónicas es necesario incluir dentro del lazo de control tantas funciones de transferencia en serie o en paralelo como armónicos a eliminar. Desde el punto de vista de frecuencia, el control selectivo presenta una gananciainfinita a la frecuencia, Este hecho asegura el rechazo de perturbaciones y un error nulo para señales con contenido espectral en dicha frecuencia.

2.) EFECTOS DE LOS ARMONICÓS EN LOS MOTORES AC.

La calidad de energía ha sido ignorada en muchos casos por el personal de mantenimiento y sin duda es una zona de falla con mucha influencia en la vida de un motor.

Existen varios factoresinvolucrados en la calidad de energía; distorsión armónica tanto de voltaje como de corriente, picos de voltaje, desbalances de voltaje y factor de potencia son algunos de estos. Sin embargo, con relación a las fallas en motores eléctricos nos concentraremos en dos de estos factores.

Desbalance de Voltaje
Cuando los voltajes de línea aplicados a un motor no son equilibrados se desarrollancorrientes desbalanceadas en los devanados del estator, a estas se les conoce como corrientes de secuencia negativa y reducen el torque del motor. Se producen dos efectos importantes, aumenta la temperatura en el devanado y aumenta su vibración. Un aumento de la temperatura por encima de su valor permitido provocaría danos al aislamiento, y el aumento en los niveles de vibración provocaría en algún gradosolturas mecánicas, daños a rodamientos y aflojamiento de las bobinas. Con desbalances de voltaje presentes, la potencia de placa de un motor debe ser multiplicado por un factor de reducción. De acuerdo a NEMA ningún motor debe ser operado con desbalances de voltaje mayores a un 5%.

Armónicas
Con la popularidad de los "drives" de CA y CD para motores se crean distorsiones importantes en laforma de onda de voltaje, a estas se les conoce como armónicas. El parámetro más conocido es la distorsión armónica Total (THD, en inglés) en términos simples es el valor RMS de la señal con la frecuencia fundamental removida.

O sea, una onda sinusoidal perfecta de 60Hz tendría un THD de 0%. Cualquier otra onda presente junto con la fundamental se le considera distorsión armónica. Entonces, lasarmónicas son señales que distorsionan a la onda fundamental, tienen una forma sinusoidal y están presentes en múltiplos de la fundamental.

El siguiente gráfico muestra la onda fundamental a 60Hz pero con otra onda sobrepuesta, esta última completa 2 ciclos en el mismo tiempo que la fundamental completa uno. Si se observa la fase 1 de la fundamental (gris), la armónica forma los dos ciclos...