El documento trata sobre armónicos en sistemas eléctricos. Explica que los armónicos son señales que se generan por las réplicas de la señal senoidal original y que pueden causar calentamiento y fallas en equipos eléctricos. Describe que se originan por cargas no lineales y que sus frecuencias son múltiplos enteros de la frecuencia fundamental. Finalmente, propone soluciones como sobredimensionar el sistema, usar filtros pasivos o activos, e inspeccionar equipos para reducir los efectos de los arm

1. Ing. Franklin Silva
DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA
CARRERA DE ING. EN ELECTRÓNICA E
INSTRUMENTACIÓN
Control Electrónico de Potencia
Tema: Armónicos
Integrantes:
Mauricio Naranjo
Fernando Zapata

2. Contenido 1) TEMA ........................................................................ ¡Error! Marcador no definido.
2) OBJETIVOS......................................................................................................................................... 3
 General........................................................................................................................................... 3
 Específicos...................................................................................................................................... 3
3) RESUMEN .......................................................................................................................................... 3
4) ABSTRACT.......................................................................................................................................... 3
5) MARCO TEORICO............................................................................................................................... 4
ARMÓNICOS ....................................................................................................................................... 4
6) CONCLUSIONES ................................................................................................................................. 9
7) RECOMENDACIONES....................................................................................................................... 10
8) BIBLIOGRAFÍA.................................................................................................................................. 10

3. 1) TEMA
Armónicos forma de generación y frecuencia a la que se encuentran en la red de potencia
2) OBJETIVOS
 General
Definir y analizar armónicos para conocer su forma de generación, origen y frecuencia,
 Específicos
 Investigar la forma de generación de armónicos y su frecuencia.
2) RESUMEN
Armónicos son señales que se generan por las réplicas de la señal senoidal original son atenuados
de una manera normal a medida que la potencia eléctrica es adsorbida. En raros casos pueden
contribuir a la potencia real que toma un motor pero es muy raro y no presentan ningún efecto
positivo, en general los armónicos producen calor a medida que circulan por los conductores y
aparatos eléctricos, los armónicos se combinan con armónicos generados por diferentes fuentes,
pueden propagarse a diferentes distancias.
3) ABSTRACT
Harmonics are signals generated by the replica of the original sinusoidal signal are attenuated in
the normal manner as the electric power is adsorbed. In strange cases they can contribute to the
real power that takes an engine but it is very rare and show no positive effect overall harmonics
produce heat as they travel through the conductors and electrical appliances the harmonics
combined with harmonic overtones generated by different sources can propagate at different
distances.

4. 4) MARCO TEORICO
ARMÓNICOS
Son distorsiones de las ondas senosoidales que provocan réplicas de las mismas, generando varias
señales parecidas y que sumadas entre ellas dan como resultado la señal sinosudoidal original.
Los armónicos se definen habitualmente con los dos datos más importantes que les caracterizan,
que son:
 SU AMPLITUD: Hace referencia al valor de la tensión o intensidad del armónico,
 SU ORDEN: Hace referencia al valor de su frecuencia referido a la fundamental (60 Hz).
Así, un armónico de orden 3 tiene una frecuencia 3 veces superior a la fundamental, es
decir 3 * 60 Hz = 180 Hz.
Ilustración 1: Armónico de un circuito

5. ORIGEN DE LOS ARMONICOS.
En general, los armónicos son producidos por cargas no lineales, lo cual significa que su
impedancia no es constante (está en función de la tensión). Estas cargas no lineales a pesar de
ser alimentadas con una tensión sinusoidal adsorben una intensidad no sinusoidal, pudiendo
estar la corriente desfasada un ángulo j respecto a la tensión. Para simplificar se considera que
las cargas no lineales se comportan como fuentes de intensidad que inyectan armónicos en la
red.
Las cargas armónicas no lineales más comunes son las que se encuentran en los receptores
alimentados por electrónica de potencia tales como: variadores de velocidad, rectificadores,
convertidores, etc. Otro tipo de cargas tales como: reactancias saturables, equipos de soldadura,
hornos de arco, etc., también inyectan armónicos. El resto de las cargas tienen un
comportamiento lineal y no generan armónicos inductancias, resistencias y condensadores.
Existen dos categorías generadoras de armónicos.
 Las cargas no lineales en las que la corriente que fluye por ellas no es proporcional a la
tensión. Como resultado de esto, cuando se aplica una onda sinusoidal de una sola
frecuencia, la corriente resultante no es de una sola frecuencia. Transformadores,
reguladores y otros equipos conectados al sistema pueden presentar un comportamiento
de carga no lineal y ciertos tipos de bancos de transformadores multifase conectados en
estrella-estrella con cargas desbalanceadas o con problemas en su puesta a tierra. Diodos,
elementos semiconductores y transformadores que se saturan son ejemplos de equipos
generadores de armónicos, estos elementos se encuentran en muchos aparatos eléctricos
modernos. Invariablemente esta categoría de elementos generadores de armónicos, lo

6. harán siempre que estén energizados con una tensión alterna. Estas son las fuentes
originales de armónicos que se generan sobre el sistema de potencia.
 Aquellos elementos que tienen una impedancia dependiente de la frecuencia. Para
entender esto más fácilmente mencionaremos algunos conceptos previos. La variación de
la impedancia de una inductancia respecto a la frecuencia será la fórmula que determina
dicha función, es decir la siguiente:
FRECUENCIAS DE LOS ARMÓNICOS.
Las frecuencias de los armónicos que más problemas generan en el flujo de potencia, son aquellas
que son múltiplos enteros de la fundamental como son: 120, 180, 240, 300 y 360 ciclos/segundos
y las que siguen. Obsérvese que la frecuencia del sistema es la primer armónica.
En contraste las frecuencias no armónicas, por ejemplo 217 ciclos/segundo, generalmente son
generadas e inyectadas al sistema de transmisión y distribución con algún objetivo especial. Estos
casos son producidos deliberadamente o en algunos casos inadvertidamente.
Es más difícil detectar una armónica que no es múltiplo de la frecuencia fundamental, porque no
altera la longitud de onda de la misma manera, esto significa que no se ve un cambio estable en

7. el osciloscopio cuando se estudia la onda, sin embargo, una vez que se detecta es mucho más
fácil identificar su origen.
MEDICIÓN DE ARMÓNICOS
Para medir armónicos se utiliza multímetros de valor eficaz de pico de 1 ms con un factor de
cresta igual a 3, y que indiquen la frecuencia de la corriente; ya que los multímetros normales
sólo miden valores eficaces en señales sinusoidales (valor·1'11), en señales cuadradas realizan la
lectura a un 10% por encima del valor real, y en señales distorsionadas hasta 40% por debajo, ya
que este tipo de multímetro tiene la siguiente característica: V pico TRUE RMS: F.C. = = 1'414 = 2
donde F.C.: Factor de cresta Vefic.
CAUSAS DE LOS ARMÓNICOS:
 Uso de cargas con impedancia no lineales que se muestra en la figura 2
 Materiales ferro-magnéticos
 En general al uso de equipos que necesitan realizar conmutaciones en su operación
normal:
 Ordenadores personales,
 b) Fuentes de alimentación de funcionamiento conmutado (SMPS)
 c) Estabilizadores electrónicos de dispositivos de iluminación fluorescente
 d) Sistemas de Alimentación Ininterrumpida (SAI o UPS)
 e) Motores eléctricos
Ilustración 2: Las cargas no lineales son las que generan armónicos.
EFECTOS DE LOS ARMONICOS
La aparición de corrientes y/o tensiones armónicas en el sistema eléctrico crea problemas tales como:
 El calentamiento es uno de los efectos más importantes de los armónicos.
 El aumento de pérdidas de potencia activa
 Sobretensiones en los condensadores
 Sobrecarga de los conductores neutros
 Errores de medición, mal funcionamiento de protecciones

8.  Daño en los aislamientos
 Deterioro de dieléctricos
 Disparos intempestivos de los interruptores automáticos
 Distorsiones en sistemas de comunicaciones
 Ruido y posibles daños en circuitos electrónicos
 Alteraciones en la forma de onda
 Disminución de la vida útil de los equipos, en el caso de los motores, el calentamiento y
deterioro del aislamiento puede provocar cortocircuitos en los devanados con el
consiguiente riesgo para la vida de éste, y para la instalación.
SOLUCIONES
Reducir los síntomas ya sea incrementando la tolerancia del equipo y del sistema a los armónicos o
modificar los circuitos y los sistemas para reducir su impacto, atrapar, o bloquear los armónicos con
filtros. Por supuesto hay excepciones. En casos de sobrecarga, daño de equipo o diseño inapropiado,
estas causas que generan armónicos pueden ser corregidas, similarmente un aparato o equipo
particular que produce un alto nivel de armónicos debe ser modificado o reemplazado.
1.- El primer paso que se recomienda en cualquier investigación sobre el problema de armónicas es
inspeccionar el equipo y el circuito eléctrico. Estos problemas son causados o empeorados por cargas
desbalanceadas, mala conexión a tierra, problemas con el conductor neutro, por problemas con
equipo o por uso inapropiado. Esto puede ser identificado con una inspección cuidadosa con equipo
apropiado.
2.- Sobredimensionamiento: En una instalación donde la presencia de armónicos es relativamente
importante si el transformador trabaja en límites próximos al 75% de su potencia nominal, se pueden
presentar síntomas de notable relevancia, como consecuencia de las cargas deformantes, pudiendo
apreciar manifestaciones tales como vibraciones y ruidos, sobrecalentamientos y disfunciones en los
elementos de protección (magnetotérmicos y diferenciales).
Con fuentes de mayor potencia y pletinas y cables de mayor sección, se consigue que el efecto de los
armónicos en las instalaciones, provoque menos incidencias y tarde más en manifestarse. Al tener
mayor potencia de fuente, la distorsión de tensión será menor (la calidad de la tensión será mejor) ya
que la relación de la potencia armónica respecto a la potencia de la fuente es menor. De esta manera
la impedancia de la instalación es más baja gracias al sobredimensionamiento de la fuente. Si los
armónicos tienen una sección mayor de cable o de pletina por donde circular, el efecto piel tendrá
menor incidencia provocando un menor calentamiento de los conductores y de las protecciones. En
resumen, como consecuencia de este sobredimensionamiento la impedancia total de la instalación
disminuye, evitando que aumenten las pérdidas por efecto Joule ocasionadas por los armónicos al
ofrecer una sección mayor en cables y pletinas.
3.- Los filtros se utilizan para bloquear o atrapar la energía de los armónicos de tal manera que no
fluya por los equipos o que no entre al sistema, son las dos soluciones más usadas para el problema
de las armónicos (figura 4).
Los filtros pasivos son los más simples, más económicos, pero menos flexibles y efectivos para filtrar
armónicas. Son elementos puramente pasivos, usados por las empresas como circuitos en paralelo en

9. la entrada de los servicios con problemas de generación de armónicas, evitando de esta manera que
entren al sistema de distribución. También los filtros pueden instalarse directamente en un equipo
particular donde existe un grave problema de generación de armónicas, evitando de esta manera que
circulen en la propia instalación eléctrica del usuario. El comportamiento de los filtros pasivos es ser
sensitivos a la impedancia del sistema para los cuales ellos fueron ajustados. La impedancia del
sistema puede cambiar a lo largo del tiempo, como el equipo altera su comportamiento de volts/var,
siendo difícil estimar su exactitud si no se tienen mediciones. Los filtros pasivos con frecuencia no
proporcionan un comportamiento satisfactorio, bajo ciertas circunstancias pueden causar problemas
de resonancia sobre el sistema donde están conectados. Filtros activos.- Son elementos de potencia,
los cuales trabajan usando un convertidor de potencia conectado en paralelo para producir corrientes
armónicas iguales a las que se encuentran en la corriente de carga, asegurando que su trayectoria sea
la de sacar las corrientes armónicas fuera de la trayectoria del sistema de distribución . La reducción
de las armónicas depende sólo de la medición armónica correcta que se está generando en la carga y
no es función de la impedancia del sistema. Estos filtros han tenido una mayor aplicación, teniendo la
desventaja de ser más caros y de que consumen potencia en cantidades significativas, creando
además niveles altos de interferencia electromagnética.
Ilustración 4: Filtro de señales armónicas Fuente
Los filtros son usualmente aplicados como un camino en paralelo con el usuario o con el equipo que
crea armónicas, como se indica en la figura. Ambos filtros el activo y el pasivo desvían las corrientes
armónicas Ih por una trayectoria para desviarles del sistema, con esto se deja que solo la corriente de
carga fluya al sistema: los filtros pasivos proporcionan una impedancia muy baja en la trayectoria en
paralelo, los filtros activos originan que la corriente armónica fluya con una corriente que ellos mismos
generan, esencialmente forzándola por su trayectoria. Los filtros híbridos que usan filtros activos y
pasivos son colocados en serie y en paralelo en la carga de los usuarios, se combina en este caso un
comportamiento mejor con un menor costo y menor consumo de potencia.
5) CONCLUSIONES
 Las perturbaciones que los conductores de baja intensidad o de transmisión de datos
poseen pueden provocar fallos en el funcionamiento de los elementos conectados a un
circuito.
 Cuando hay circulación de corrientes por las estructuras metálicas se crean campos
electromagnéticos perturbadores.
 Las características que son la amplitud y el orden se manejan valores de frecuencia que
se toma en cuenta en los circuitos que se implementan.
 Una solución es utilizar filtros, los que debe ser cuidadosamente diseñado, aunque los
mejores resultan los filtros híbridos que combinan un mejor comportamiento entre un
menor costo y menor consumo de potencia.

10. 6) RECOMENDACIONES
• Filtrar la información y hacer uso de lo más importante para tener conocimiento previo de la
atenuación de armónicos.
• Determinar correctamente los armónicos que se generan en un circuito para de esta manera
darle el tratamiento adecuado para la atenuación.
• Tener cuidado con el diagnóstico y diseño del filtro, pues estos también tienen el potencial de
crear y amplificar el problema de las armónicos.
7) BIBLIOGRAFÍA
 Rashid, Muhammad. H. (1993). Electrónica de Potencia, Circuito, Dispositivos y Aplicaciones.
(3a
Edición). México: PEARSON EDUCACIÓN, S.A.
 Eduardo Sánchez, INFORME PARA ARMÓNICOS EN LÍNEAS, SUS CAUSAS Y LOS MEDIOS PARA
ATENUARLOS, Página 3 http://www.slideshare.net/ejcomunicaciones/informe-
sobrearmonicos.
 Arrillaga J., Eguíluz I. (1994). Armónicos en Sistemas de Potencia. España: Electra de Viesgo
S.A.http://www.lpi.