Reducción de armónicos mediante reactancias de CA: THID esperado y parámetros de selección

Los reactores de CA pueden reducir la distorsión de la corriente de entrada entre un 30 % y un 50 % aproximadamente, bajo condiciones de funcionamiento adecuadas. Un reactor de línea con una impedancia del 5 % puede lograr una distorsión armónica total de corriente (THID) de alrededor del 35 % a plena carga, mientras que el factor de potencia puede aumentar a 0,75–0,85 en ciertas instalaciones. Los resultados reales dependen del convertidor, el perfil de carga, la impedancia de la fuente de alimentación y el método de medición.

Reducción de armónicos mediante reactores de CA: rendimiento práctico
Un reactor de línea eléctrica añade inductancia en serie entre la fuente de alimentación y un variador de frecuencia (VFD). Esta inductancia limita los picos de corriente causados ​​por la conmutación del rectificador, reduciendo la inyección de armónicos en el sistema de distribución eléctrica.

Es necesario distinguir entre el porcentaje de reducción y el valor final de THID. Una lectura de THID del 35 % describe la distorsión restante, no necesariamente una reducción del 35 % respecto a la medición original.

Adaptación de la impedancia a las condiciones de funcionamiento
Impedancia del 3 %: Adecuada para variadores de uso general donde se requiere una reducción moderada de armónicos y protección de entrada.

Impedancia del 5 %: A menudo seleccionada para una mitigación de armónicos más intensa, siempre que la caída de tensión resultante se mantenga dentro de límites aceptables.

Impedancia más alta: Requiere una evaluación cuidadosa del par de arranque, la tensión del bus de CC y el rendimiento del variador antes de la instalación.

Selección de reactores de CA para diferentes aplicaciones
El reactor de CA adecuado para instalaciones con inversores depende de la potencia nominal del variador, la tensión de entrada, la variación de la carga y la caída de tensión admisible. El porcentaje de impedancia de un reactor por sí solo no permite predecir el comportamiento armónico en diferentes sistemas.

Por ejemplo, un reactor del 5 % en un rectificador de seis pulsos a plena carga puede arrojar lecturas de THID diferentes a las del mismo reactor funcionando a carga parcial o conectado a una fuente con distinta capacidad de cortocircuito.

Funciones de los reactores de entrada frente a los de salida
Los reactores de CA de entrada se instalan antes del variador para limitar la corriente armónica del lado de la alimentación y reducir los picos de corriente de línea. Un reactor de salida de CA se instala entre el inversor y el motor, principalmente para reducir el aumento de tensión, suprimir ciertos efectos de alta frecuencia y proteger el aislamiento del motor en las instalaciones adecuadas.

Estos dispositivos cumplen funciones eléctricas distintas. Un reactor de salida no debe considerarse un sustituto de un reactor de entrada cuando el objetivo principal es reducir los armónicos de corriente en el lado de la alimentación. Verificación del desempeño armónico
Antes de especificar reactores de CA, las siguientes comprobaciones permiten determinar si la reducción prevista es realista:

Medir la THID (distorsión armónica total de corriente) de referencia en el punto de acoplamiento común bajo condiciones de carga representativas.

Confirmar la topología del rectificador del variador, la corriente nominal, la tensión de alimentación y la impedancia del reactor.

Comparar las mediciones posteriores a la instalación bajo condiciones operativas similares.

Evaluar la caída de tensión, el aumento de temperatura y los límites de armónicos aplicables.

Para instalaciones que requieren un cumplimiento estricto de los límites de armónicos, es posible que un reactor de línea por sí solo no baste para alcanzar el objetivo. Puede ser necesario utilizar un filtro de armónicos pasivo o activo si la distorsión medida permanece por encima del límite aplicable.