Hablaremos un poco de los Armónicos en los sistemas eléctricos, motores de inducción, forma de ondas completa. Las cargas lineales y no lineales.

1. República Bolivariana de Venezuela
Instituto Universitario Politécnico
“Santiago Mariño”
Extensión Caracas
Ingeniería Electrónica “44”
Asignación: Electrónica de Potencia II
Elaborado por:
José Molina
C.I: 26.064.925
Caracas, Mayo de 2020
Los Armónicos en los
Sistemas Eléctricos

2. Introducción
Uno de los fenómenos más relevantes, concerniente a la calidad
de potencia son las armónicas, que son distorsiones de las ondas
sinusoidales de tensión y corriente de los sistemas eléctricos,
debido al uso de cargas con impedancia no lineal, a materiales ferro
magnéticos, y en general al uso de equipos que necesiten realizar
conmutaciones en su operación normal.
Un motor eléctrico es una máquina eléctrica que transforma energía
eléctrica en energía mecánica por medio de campos magnéticos
variables, los motores eléctricos se componen en dos partes una fija
llamada estator y una móvil llamada rotor.

3. ¿Qué son los armónicos en sistemas eléctricos?
Se define como la frecuencia de vibración que es múltiplo de la frecuencia
base de un sonido. En electricidad se define como la componente senoidal
de una forma de onda periódica que tiene frecuencia igual a un múltiplo
entero de la frecuencia base a la que trabaja el sistema .
Figura 1. Las formas de onda compleja debido a los armónicos

4. Fuentes de Armónicos
Las cargas lineales: Son aquellas en la que la caída de voltaje está
relacionada por una proporción lineal de la corriente que pasa por una
resistencia constante, es decir la ley de ohm.
.
Las cargan no lineales: Son aquellas donde la forma de onda de la
corriente eléctrica en estado estable no siga la forma de onda de la
tensión eléctrica aplicada.
Figura 2. Carga lineal y no lineal

5. 20.3
48.1
61.6
65.6
69.4
19.2
57.7
69.4
77.6 78.9
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
1 2 3 4 5
Carga lineal °C Carga no lineal °C
Grafico 1. Gráfico comparativo de temperatura promedio con carga
lineal y no lineal aplicado a un transformador de prueba.

6. Máquinas rotatorias:
Estos armónicos aparecen debido a pequeñas irregularidades en las
ranuras del rotor, asimetrías en el estator o en los devanados de las
máquinas, principalmente si se trata de tres fases.
Estos armónicos son diferentes a los provocados por variadores de
frecuencia con los que operan muchas veces los motores.
Figura 3. Maquina rotatoria (Motor eléctico)

7. Efecto de distorsión armónica
Resonancias: Es un fenómeno que se presenta cuando un sistema, en
éste caso eléctrico, trabaja a una frecuencia que coincide con la
frecuencia natural del propio sistema, dada por la combinación de los
componentes que lo forma.
Resonancia en serie: Ocurre cuando las reactancias inductiva y
capacitiva son iguales en magnitud, pero se cancelan entre ellas porque
están desfasadas 180 grados.
Resonancia en paralelo: Produce una alta impedancia en la fuente de
armónicos respecto a frecuencias resonantes. Hay muchas formas de
producir resonancias en paralelo, pero entre ellas las más destacadas se
encuentran conectar capacitores al mismo bus que una fuente de
armónicos.

8. Eliminación de armónicos
Se divide en dos grupos, los pasivos, que actúan en un ancho de
banda definido y fijo desde el momento del diseño y los activos, cuyo
ancho de banda varía como resultado del monitoreo en tiempo real
de la red.
Los filtros pasivos se dividen en sintonizados y pasa banda. Se
diferencian en que los sintonizados tienen una baja impedancia que
guía los armónicos y los pasa-banda eliminan los armónicos de
frecuencias determinadas.
Figura 4. Eliminación de armónicos

9. Motores de Inducción
Son un tipo de motor de corriente alterna en el que la corriente
eléctrica del rotor necesaria para producir torsión es inducida por
inducción electromagnética del campo magnético de la bobina del
estator.
Figura 5. Partes de un motor de Inducción

10. El motor asíncrono funciona según el principio de inducción mutua de
Faraday. Al aplicar corriente alterna trifásica a las bobinas inductoras,
se produce un campo magnético giratorio, conocido como campo
rotante, cuya frecuencia será igual a la de la corriente alterna con la
que se alimenta al motor.
Eléctricamente hablando, se puede definir al motor asíncrono como un
Transformador eléctrico cuyos bobinados del estator representan el
primario, y los devanados del rotor equivalen al secundario de un
transformador en cortocircuito.
Figura 6. Funcionamiento del Motor de Inducción

11. Motores de corriente continua
Es una máquina que convierte energía eléctrica en mecánica, provocando
un movimiento rotatorio, gracias a la acción de un campo magnético. Un
motor de corriente continua se compone, principalmente, de dos partes
estator y rotor.
Figura 7. Motor de corriente continua

12. Motor shunt: Es un motor cuyo bobinado inductor se conecta en
derivación con el circuito formado por bobinas inducidas o auxiliares.
Motor compound: Su funcionamiento se origina por dos inductores
independientes; uno se deriva por el circuito inducido y el otro por la
derivación con el circuito formado por el inducido; es un inductor
auxiliar. Este motor tiene un rango de debilitamiento que puede ser el
resultado de exceder a máxima velocidad segura del motor sin carga.
Tipos de motor de corriente continúa

13. Conclusión
Las corrientes armónicas de frecuencias más altas provocan pérdidas
en el núcleo incrementadas en proporción al cuadrado de la corriente
de carga y en proporción al cuadrado de frecuencia debido al efecto
pelicular, puede originar los siguientes problemas en el sistema de
potencia: Sobrecarga de capacitores, debido al aumento o disminución
de la cresta del voltaje que impacta en la tensión dieléctrica.
Toda máquina que convierte energía eléctrica
en movimiento mecánico, a través de medios electromagnéticos es
considerada esencialmente un motor eléctrico, algunos de
los motores eléctricos son reversibles, pueden transformar energía
mecánica en energía eléctrica funcionando como generadores.

14. Conclusiones
El desarrollo de la electrónica de potencia de los últimos años ha
constituido un factor importante para la mejora de los procesos
industriales en todo el mundo.
El grado en el que los equipos se afectan por los armónicos está
enmarcado dentro de su compatibilidad electromagnética.
Los diferentes motores que hemos conocido han hecho posible el
desarrollo de nuevas maquinas, herramientas y aparatos, tanto para su
aplicación industrial o domestica.
Eléctricamente hablando, se puede definir al motor asíncrono como un
Transformador eléctrico

15. Bibliografía
•DANIEL W. HART ELECTRÓNICA DE POTENCIA PEARSON
EDUCACIÓN, S. A., Madrid, 2001. ISBN: 84-205-3179-0 Materia:
Electrónica: 621.3 Páginas: 472