INDICE Potencia eléctrica y factor de potencia Conceptos
de repaso ( Fourier) Generación de armónicos (
cargas no lineales) Normativa EMC Medidas Soluciones
Revisamos los conceptos básicos sobre potencia prestando
especial atención a los cálculos de potencia con
corrientes y tensiones no sinusoidales
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Potencia instantánea Válida para cualquier
dispositivo o circuito P(t) + dispositivo que absorbe potencia
P(t) – dispositivo que cede potencia Energía o
trabajo V(t) voltios, i(t) amperio, P(t) vatios, W en Julios
Potencia media: Promedio a lo largo del tiempo durante uno o mas
periodos. Algunas veces también se llama potencia activa o
potencia real POTENCIA
Potencia en Bobina
Potencia Condensador
Valor Eficaz También conocido como cuadrático
medio. Se basa en la potencia media entregada a una resistencia.
Para una tensión periódica aplicada sobre una
resistencia, la tensión eficaz se define como una
tensión que proporciona la misma potencia media que la
tensión continua. Resolver: Valor rms de señal
pulso, señal rectificada media onda, onda
completa,triangular
Potencia Señales senoidales Generalmente las tensiones y/o
corrientes en los circuitos electrónicos de potencia no
son sinusoidales. Sin embargo, una forma de onda periódica
no sinusoidal puede representarse mediante una serie de Fourier
de componentes sinusoidales.
Potencia Señales senoidales La potencia compleja y el
factor de potencia dadas aquí no es aplicable a
señales no sinusoidales
Series Fourier ¿Porqué es interesante en
electrónica de Potencia Una forma de onda periódica
no sinusoidal puede describirse mediante una serie de Fourier de
señales sinusoidales
Carga Lineal
Carga Lineal
Carga no lineal
Carga no Lineal
Convertidores estáticos:Carga no lineal
Convertidores estáticos:Carga no lineal
Alimentación electrónica lamparas: Carga no
lineal
Función Periódica Series Fourier Valor medio Una
forma de onda periódica no sinusoidal puede describirse
mediante una serie de Fourier de señales sinusoidales
Función ortogonal
donde T : el periodo de la función f Series Fourier Otra
forma (Gp:) Función par: (Gp:) Función impar: (Gp:)
Simetría media onda: (Gp:) ( no términos coseno )
(Gp:) ( no par armónicos ) (Gp:) ( no términos seno
)
Fourier
Fourier
Ondas periódicas no sinusoidales
Ondas periódicas no sinusoidales Expresión similar
para la corriente Los armónicos siempre incrementan el rms
valor Armónicos no necesariamente incrementan la potencia
media Se incrementan las pérdidas
Fuente no sinusoidal y carga lineal Si se aplica una
tensión periódica no sinusoidal a una carga que sea
una combinación de elementos lineales, la potencia
absorbida por la carga puede determinarse utilizando el principio
de superposición. Una tensión periódica no
sinusoidal es equivalente a la combinación en serie de las
tensiones de la correspondiente serie de Fourier. La corriente la
calculamos aplicando superposición y se puede aplicar la
ecuación anterior Ejemplo página 45 Hart
Fuente sinusoidal y carga no lineal
Fuente sinusoidal y carga no lineal II
Factor k
Potencia
Sonda de tensión mas sonda de corriente C1 RMS 232.8 M1
medio 603w C2 RMS 3.14A
El método anterior empleado en cargas lineales no es
válido en el caso de no lineales ( con componentes
armónicas) En este caso hemos disponer de un aparato que
determine los armónicos en amplitud y fase
Factor K K es un factor de desclasificación de los
transformadores que indica cuanto se debe de reducir la potencia
máxima de salida cuando existen armónicos Ejemplo:
Medido secundario (1000KVA y K=1.2; entonces la máxima
potencia a demandar es 833KVA*K=1000 aproximación La
formula real viene dada por CENELEC en HD428.4 S1
Efectos de los armónicos Grandes corrientes por el
conductor neutro ( sobrecalentamiento de los cables)
Sobrecalentamiento de cables por efecto piel (señales de
alta frecuencia) Disparos indeseados de interruptores
Baterías de condensadores ( resonancia.
Amplificación armónica) Acoplamiento línea
telefónica Sobrecalentamiento transformador (
desclasificación ,aumento de K)
Corriente por el conductor neutro
Si la carga es no equilibrada, queda claro la corriente
circulante por el conductor neutro. En el caso de sistema
equilibrado (intensidad por cada fase igual) pero con carga no
lineal, la corriente por el neutro
Referencias Hart,D. Electrónica de Potencia. Prentice
Hall.2001 Eric Felice; Perturbaciones armónicas. Paraninfo
2000 Doval,J. Marcos, J; Potencia Eléctrica y factor de
potencia: Medida de las componentes con osciloscopios digitales.
Mundo Electrónico. Mayo 2002 Arrillaga,J; Eguiluz,L.I;
Armónicos en sistemas de potencia. Universidad de
Cantabria. Electrica Viesgo Perez,A,A y otros; La amenaza de los
armónicos y sus soluciones. Paraninfo1999