Reattanza di ingresso: può bloccare da sola le armoniche?

I. Armoniche e loro impatto sui sistemi energetici

 

Le armoniche si riferiscono alle deviazioni periodiche dalla frequenza fondamentale (50 Hz o 60 Hz) nelle forme d'onda di corrente e tensione. Nei sistemi di alimentazione industriali, le armoniche sono generate principalmente da apparecchiature a carico non lineare, come convertitori di frequenza, forni ad arco e raddrizzatori. Le armoniche possono causare i seguenti problemi:

1. Aumento delle perdite delle apparecchiature elettriche: le armoniche possono portare al surriscaldamento delle apparecchiature, all'invecchiamento dell'isolamento e al guasto accelerato delle apparecchiature.

2. Ridotta efficienza del sistema di alimentazione: le armoniche aumentano il valore effettivo della corrente, portando a maggiori perdite di trasmissione.

3. Interferenze con altre apparecchiature: le armoniche possono interrompere il normale funzionamento di apparecchiature elettroniche sensibili, come computer e dispositivi di comunicazione.

4. Fluttuazioni di tensione: le armoniche possono distorcere la forma d'onda della tensione della rete elettrica, influenzando la qualità della tensione.

 

II. Le reattanze di ingresso possono bloccare efficacemente le armoniche?

 

Sebbene i reattori di ingresso possano sopprimere in una certa misura le armoniche in determinate situazioni, la loro capacità di bloccarle è limitata. I motivi sono i seguenti:

1. Caratteristiche di impedenza dei reattori
L'impedenza di un reattore cambia con la frequenza. A frequenze più elevate, l'impedenza del reattore aumenta, il che aiuta a limitare il passaggio delle armoniche ad alta-frequenza. Pertanto, per alcune armoniche a frequenza-più elevata, i reattori di ingresso possono ridurre il loro impatto sul sistema aumentando l'impedenza. Tuttavia, per le armoniche a bassa-frequenza o per i componenti armonici più complessi, l'efficacia dei reattori di ingresso è relativamente scarsa.

2. Caratteristiche spettrali delle armoniche
I segnali armonici sono tipicamente costituiti da componenti a frequenza mista. Una singola reattanza di ingresso non può sopprimere efficacemente le armoniche a tutte le frequenze. In particolare per le armoniche di ordine-superiore, l'effetto di filtraggio dei reattori è limitato e non può raggiungere la soppressione completa.

3. Scopo della progettazione dei reattori di ingresso
L'obiettivo primario direattori di ingressoè quello di migliorare il fattore di potenza e limitare le correnti di spunto, invece di essere specificamente progettato per eliminare le armoniche. Sebbene forniscano una certa soppressione delle armoniche, non possiedono capacità specializzate di mitigazione delle armoniche.