1- Alumbrado, fluorescentes:
Con este término nos referimos a todas las fuentes de alumbrado que funcionan según el principio de arco eléctrico que se enciende y se apaga alternativamente.
Origen
La corriente absorbida por los tubos fluorescentes no es sinusoidal.
Perturbaciones generadas
Este tipo de corriente lleva muchos armónicos, especialmente de rango 3 (3 x 50 Hz o 3 x 60 Hz...)
Por lo tanto, se generan perturbaciones en un espectro de frecuencias muy amplio (0 a 100 KHz, incluso 5 MHz).
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Estas perturbaciones son principalmente de tipo baja frecuencia «BF» por lo se acoplan a la instalación por conducción. |
Forma de la corriente absorbida
2- Conmutación de cargas inductivas:
Aparatos de conmutación por contactos secos
Con este termino nos referimos a todos los aparatos cuyo objetivo es cerrar o abrir uno o varios circuitos eléctricos por medio de contactos separables.
Origen de las perturbaciones
El comportamiento del contacto eléctrico y las perturbaciones generadas dependen del tipo de carga.
Comportamiento con carga resistiva
La conmutación de una carga resistiva por medio de un contacto seco no genera ninguna, o casi ninguna, perturbación.
Comportamiento con carga inductiva
Ejemplo de carga inductiva:
Electroimán de contactor, de electroválvula, de freno...
Régimen estable
En régimen estable, un contacto que «alimenta» una carga inductiva no genera perturbaciones.
Conmutación de un circuito inductivo
La apertura de un circuito inductivo genera, en las bornas del contacto:
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Una sobretension importante que produce una serie de descargas dieléctricas, seguidas ocasionalmente de un régimen de arco. |
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Una oscilación amortiguada de la tensión a la frecuencia propia del circuito constituido por la carga inductiva y línea de control. |
Aplicaciones en circuitos de potencia
Al accionar interruptores, contactores, .. en circuitos de potencia, se generan regímenes transitorios de perturbación.
Ejemplo: conmutación de condensadores (batería de compensación del cos ), activación de un disyuntor por cortocircuito...
A pesar de la amplitud de las corrientes conmutadas, los fenómenos que se generan estas maniobras suelen ser poco contaminantes. Las energías implicadas son elevadas pero se caracterizan por tener frentes de pendiente baja (efecto de filtrado de los cables, constante de tiempo de la carga elevada...).
Perturbaciones emitidas
Las sobretensiones varían entre 1 y 10 kV y aumentan con la velocidad de apertura del contacto. Dependen de la energía almacenada en el circuito (cables, componentes...).
Ejemplo:
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50 mJ en el caso de un contactor pequeño en corriente alterna |
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0,2 J en el caso de un contactor pequeño en corriente continua |
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10 J en el caso de un contactor grande en corriente continua |
El espectro de frecuencia de las perturbaciones emitidas (frentes de descarga) está comprendido entre algunos kHz y varios MHz.
Efectos sobre las instalaciones
Estas perturbaciones no tienen ningún efecto sobre los componentes elctromecánicos tradicionales.
Pero pueden perturbar algunos circuitos electrónicos:
por conducción
Sucesión de transitorios a la corriente de alimentación. Puede provocar el accionamiento imprevisto de tiristores, triacs... y la conmutación o la destrucción de entradas sensibles.
por radiación
Estas perturbaciones de las altas frecuencias «AF» pueden perturbar los circuitos vecinos (cables colocados en la misma canaleta, pistas de tarjetas electrónicas...) por radiación.
Además, pueden perturbar los apartados de telecomunicación próximos (televisión, radio, circuitos de medida...).
3- Conmutación de cargas inductivas por semiconductores:
Con este término nos referimos a todos los componentes electrónicos que establecen y/o interrumpen la corriente en un circuito eléctrico.
IGBT = Transistor Bipolar de Puerta Aislada
De alguna manera, se trata de «interruptores» muy rápidos que se «abrirán» o «cerrarán» en función de la orden enviada al accionador del interruptor, a saber, la Base «B» o la Puerta «G» según el dispositivo.
Rendimientos típicos de los dispositivos
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Valores indicativos |
Tiristor |
Transistor |
IGBT |
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Resistencia en tensión (máx) |
1,6 kV |
1,2 kV |
1,2 kV |
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I máx en estado pasante |
1,5 kA |
500 A (conmutados) |
400 A (conmutados) |
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Frecuencia de conmutación |
3 kHz |
5 kHz |
10-20 kHz |
Caso práctico
Fenómeno observado
El establecimiento y la apertura de un circuito eléctrico se traducen en una variación brusca de la corriente o de la tensión en las bornas del circuito controlado.
Como consecuencia se producen elevados gradientes de tensión (dv/dt) en las bornas del circuito, que serán la causa de las perturbaciones.
Señales emitidas:
Las perturbaciones generadas son de dos tipos:
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Armónicos de baja frecuencia «BF»: 10 kHz.... |
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Transitorios de baja y alta frecuencia «AF»: hasta 30 MHz... |
Y se transmiten tanto por conducción como por radiación.
Efectos
Parasitado de aparatos sensibles tales como: sistema de medida, receptores de radio, teléfonos, captadores, reguladores...
4- Distribución espectral de las perturbaciones:
5- Motores eléctricos:
Los motores eléctricos constituyen una fuente importante de perturbaciones conducidas y/o radiadas.
Ejemplo: motor de corriente continua con colector.
Fenómenos observados
En el funcionamiento normal (marcha continua) las perturbaciones dependerán del tipo de motor que se utilice.
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Los motores de inducción (asíncronos...) son poco perturbadores. |
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Los motores con escobillas y colector generan perturbaciones de tipo «transitorios» con frentes rápidos (dv/dt elevada) que se producen en la fase de conmutación de las escobillas. |
No obstante, los motores asíncronos también pueden generar perturbaciones:
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Saturación magnética de los motores. La carga deja de ser lineal y genera armónicos. |
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Arranque directo del motor. La elevada llamada de corriente resultante (6 a 10 I nominal) puede producir una caída de tensión en la red de alimentación. |
Señales emitidas:
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Armónicos de Baja Frecuencia |
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Perturbaciones en la red de alimentación (caída de tensión...) |
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Perturbaciones transitorias de baja y alta frecuencia «AF», incluso de más de 100 MHz |
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Descargas electrostáticas provocadas por la acumulación de energía electrostática que resulta del frotamiento entre materiales de naturaleza diferente. |
6- Soldadura por puntos:
Grupos y pinzas eléctricos para soldar.
Principio
La soldadura se efectúa por puntos, haciendo pasar localmente una corriente elevada ( 30000 A) a través de las piezas que se quieren soldar. El calentamiento que genera esta corriente es tan elevado que la soldadura se produce por fusión.
Perturbaciones generadas
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tensiones armónicas 200...20 KHz |
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radiación de un potente campo magnético que puede provocar un mal funcionamiento de los detectores de proximidad inductivos. |
Otros tipos de perturbaciones: