Le armoniche negli impianti elettrici sono correnti elettriche o tensioni elettriche sinusoidali che hanno una frequenza pari a un multiplo intero della frequenza del sistema di distribuzione, denominata frequenza fondamentale. Esse, sovrapponendosi rispettivamente alla corrente fondamentale e alla tensione fondamentale provocano la distorsione della forma d’onda.
Quando si alimenta un’apparecchiatura elettrica in corrente alternata, ci si aspetta che essendo la tensione di forma sinusoidale, anche la corrente assorbita dal carico sia sinusoidale, questo è vero solo per alcuni tipi di carichi ovvero i carichi lineari, ma non per i carichi non lineari nei quali la relazione tra corrente e tensione non è più rappresentata da una retta.
L’entità della deformazione è definita da un parametro detto distorsione armonica totale di corrente THDi%. Gli inconvenienti provocati dalle armoniche sono molteplici e includono il malfunzionamento di apparecchiature, l’incremento delle correnti nei circuiti, l’incremento delle perdite, le interferenze a frequenza acustica ecc.
ALIMENTAZIONE DI RETE SINUSOIDALE
ALIMENTAZIONE DI RETE CON ARMONICHE
Elevati valori di distorsione armonica e anomali valori di tensione del neutro rispetto al potenziale di terra possono causare guasti alle apparecchiature, determinando tempi di fermo della produzione e costose riparazioni alla rete di distribuzione elettrica.
E’ fondamentale che l’utente sia consapevole dei costosi problemi e pericoli associati a livelli elevati di armoniche, soprattutto in considerazione dell’importante aumento dell’uso di dispositivi non lineari.
Le componenti armoniche possono influire notevolmente sulla rete di distribuzione elettrica agendo sull’insieme di tutte le strutture e apparecchiature collegate.
Le distorsioni armoniche causano i seguenti problemi in un’installazione:
- Sovratemperature dei conduttori, in particolare quello di neutro in presenza di carichi distorti monofase;
- Sovratemperature dei trasformatori MT/BT;
- Distorsione armonica della tensione causata dalla saturazione dei trasformatori MT/BT;
- Surriscaldamento dei trasformatori di alimentazione elettrica standard con conseguenti costosi tempi morti e riparazioni o sostituzione del trasformatore;
- Risonanza con altri componenti reattivi sulla stessa linea elettrica (es. banchi di rifasamento);
- Fattore di potenza scadente;
- Risonanza che produce sovratensioni;
- Incremento dei costi della fornitura elettrica dovuti alle perdite per armoniche;
- Interferenze nei sistemi e nelle apparecchiature di telecomunicazione;
- Funzionamento irregolare dei relè di controllo e protezione;
- Intervento di interruttori automatici e altri dispositivi di protezione;
- Guasto o malfunzionamento di computer, azionamenti del motore, circuiti di illuminazione e altri carichi sensibili;
LA SOLUZIONE DI IREM
ALLE ARMONICHE NELL’ALIMENTAZIONE ELETTRICA:
SERIE PHF
FILTRI PASSIVI PER ARMONICHE
I Filtri Passivi (PHF) sono filtri aggiuntivi solitamente installati sulla linea di alimentazione dell’azionamento. I filtri sono costituiti da una combinazione di induttore (induttore filtro)-condensatore inserito in derivazione a un induttore serie asimmetrico (induttore principale).
Le prestazioni dei filtri armonici passivi IREM serie PHF sono molto elevate: riducono la distorsione armonica in corrente dal 100% di THDi a valori tipici inferiori al 5%; i filtri si compongono di condensatori che formano un circuito risonante con un reattore che presenta un percorso ad alta impedenza alla frequenza fondamentale e un percorso a bassa impedenza a frequenze specifiche più elevate.
I Filtri Passivi vengono più comunemente collegati ai singoli carichi nell’impianto piuttosto che al punto di accoppiamento comune poiché l’applicazione richiede un carico coerente per un’efficace mitigazione armonica.
Il filtro armonico passivo e installato in serie alla linea e pertanto deve essere scelto in funzione della corrente assorbita dal carico o dal gruppo di carichi.
I filtri per armoniche passivi IREM garantiscono ottime attenuazioni e non necessitano di essere sintonizzati in riferimento ai parametri di impedenza del luogo di installazione.
