Filtro de armónicos, utilidades

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¿Para qué sirve un filtro de armónicos?

En un sistema eléctrico, los armónicos son una variación de voltaje y corriente que resulta de los cambios de frecuencia. Estos, por supuesto, deben eliminarse con un filtro de armónicos, ya que, de lo contrario, la conexión de alimentación debe rediseñarse para controlar las cargas no lineales.

 

¿Qué es?

Se trata de un dispositivo para mitigar o reducir los armónicos a niveles aceptables en un sistema eléctrico de potencia. Se usa en puntos estratégicos del circuito en operación para eliminar o reducir la distorsión armónica y la resonancia. Generalmente, la primera ocurre por un exceso de corriente de entrada y de salida en los equipos.

Un filtro de armónicos evita que una gran cantidad de armónicos dañen equipos, además de que reduce los costos de operación. Por esta razón, es ampliamente usado en una gran cantidad de industrias.

Puede también diseñarse con distintos componentes eléctricos, como resistores, capacitores e inductores, para prevenir corrientes armónicas innecesarias, llevándolas a tierra. Este filtro se hace para prevenir frecuencias armónicas específicas.

Cabe mencionar que conectar un transformador a una serie reduce significativamente los armónicos y proporciona beneficios de seguridad. Entonces, esta conexión puede emplearse para disminuir las corrientes armónicas en un sistema trifásico.

 

Principio de funcionamiento

Su objetivo es disminuir la distorsión desviando las corrientes armónicas dentro de los carriles de menor impedancia. Estos filtros son capacitivos en la frecuencia básica, por lo que se utilizan para generar la potencia reactiva necesaria a través de convertidores, y también para la corrección del factor de potencia.

Tipos

A continuación, los tres tipos principales de filtros de armónicos:

Pasivos:

Se usan en instalaciones industriales en donde las cargas son mayores a 400 kW. Requieren corrección de factor de potencia durante su instalación.

Activos:

Se usan en instalaciones comerciales con cargas menores a 400 kW. Ayudan a reducir la corriente distorsionada que provoca sobrecalentamientos o sobrecargas.

Híbridos.

Conforman un sistema que combina filtros pasivos y activos, y se usan en instalaciones industriales con cargas mayores a 400 kW. Tienen las mismas ventajas que los otros, aunque cubren distintos niveles de potencia y desempeño.

Beneficios

Reducen armónicos en un sistema eléctrico.
Mejoran el flujo de suministro de energía.
Brindad seguridad a un sistema.
Proveen eficiencia energética.
Disminuyen los costos de energía.
Permiten maximizar el consumo energético.
Los filtros híbridos no son caros y brindan las ventajas tanto de los pasivos como de los activos.
Los costos de mantenimiento se pueden reducir al conectar filtros activos.

Aplicaciones

Procesos de automatización.
Tratamiento de aguas.
Maquinaria de impresión y empaquetado.
Dispositivos industriales.
Sistemas de climatización.
Variadores de frecuencia.
Industria minera.

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