Filtrado de ruido de alta frecuencia de variadores de frecuencia (VFD) mediante un sistema acondicionador de energía de CA

Un acondicionador de energía de CA filtra el ruido de alta frecuencia proveniente de variadores de frecuencia (VFD) mediante redes pasivas LC de paso bajo y bobinas de choque de modo común. Estos componentes desvían la interferencia electromagnética de alta frecuencia de los circuitos de carga sensibles hacia la tierra eléctrica, estabilizando así el voltaje de la línea.

Origen del ruido de alta frecuencia en sistemas VFD
Los variadores de frecuencia controlan la velocidad del motor mediante conmutación de alta velocidad por modulación de ancho de pulso (PWM). Los rápidos cambios de estado de los semiconductores generan tiempos de subida de voltaje muy pronunciados, lo que crea armónicos parásitos de alta frecuencia y fluctuaciones de voltaje de modo común que se retroalimentan directamente hacia las redes locales de distribución eléctrica.

Principales vías de propagación del ruido
Emisiones conducidas: Las corrientes de ruido fluyen a través de los conductores metálicos de alimentación, introduciendo ondulaciones de alta frecuencia que perturban la electrónica de control sensible conectada a la topología del acondicionador de energía industrial.

Acoplamiento radiado: Los campos generados por la conmutación rápida irradian ruido electromagnético de alta frecuencia hacia los mazos de cables adyacentes, induciendo voltajes parásitos en circuitos de medición y líneas de comunicación no blindados dentro de las instalaciones automatizadas.

Cómo mitiga la contaminación de la red el acondicionamiento de energía
La integración de un acondicionador de energía eléctrica dedicado introduce circuitos de barrera de alta impedancia entre las líneas de suministro y las cargas no lineales. Los reactores inductivos internos presentan una alta impedancia ante los rápidos picos de frecuencia, disipando la energía no deseada antes de que las formas de onda ingresen a las redes de distribución locales.

Medidas de mitigación mediante circuitos internos
Atenuación de alta frecuencia: Los filtros LC de alta resistencia presentan una baja atenuación a la frecuencia de línea de 50 o 60 hercios, al tiempo que atenúan drásticamente los picos de ruido en el rango de los megahercios generados por las rápidas operaciones de conmutación del inversor.

Aislamiento y equilibrado del neutro: Un transformador de aislamiento interno impide la transferencia de voltaje de modo común entre las fases de la línea de entrada y los conductores neutros, protegiendo así las unidades acondicionadoras de energía monofásicas sensibles conectadas aguas abajo.

La implementación de unidades adecuadas de atenuación de energía elimina los errores en la lógica de control, evita el deterioro prematuro de los transformadores y garantiza un suministro de voltaje estable.