Deformarea undei sinusoidale

Deformarea undei sinusoidale

Deformarea undei de tensiune sau curent se defineste ca o abatere, in regim permanent, de la forma sinusoidala perfecta, abaterea caracterizata, in special, prin continutul spectral.

Exista cinci tipuri de deformari ale undelor sinusoidale, datorate:

componentei de c.c

prezentei armonicilor de rang superior

prezenta interarmonicilor

'ciupiturilor'

zgomotului

1 Componenta de c.c

Prezenta, intr-un sistem de curent alternativ, a componentei de c.c in unda de tensiune sau curent poate sa apara ca rezultat al unei perturbatii geomagnetice sau ca efect al redresarii monoalternanta. Dispozitivele de prelungire a duratei de functionare a lampilor cu incandescenta, de exemplu redresoarele monoalternanta cu diode pentru reducerea valorii efective a tensiunii, pot introduce componenta de c.c.

Prezenta componentei de c.c deranjeaza, printre altele, prin saturarea miezurilor de fier ale bobinelor, transformatoarelor, saturare care poate sa apara in regim normal de functionare. Consecinta este incalzirea suplimentara a acestora si micsorarea duratei de functionare. Un alt efect direct al existentei componentei de c.c este coroziunea electrolitica a retelei de impamantare si a altor conexiuni.

2 Armonici

Armonicile se manifesta in undele de curent si tensiune deformate ca urmare a prezentei frecventelor superioare in sistemele destinate sa functioneze la frecventa fundamentala de 50 sau 60 Hz.Undele deformate pot fi descompuse intr-o suma dintre frecventa fundamentala si celelalte, superioare. Deformarile armonice se datoreaza caracterului neliniar al componentelor echivalente de retea si sarcinilor.

Figura 1.5 Forma de unda a curentului si spectrul armonic intr-un circuit

de alimentare a unei actionari reglabile

Nivelele de deformare armonica sunt descrise prin spectrul complet de armonici prezent, armonicele fiind caracterizate prin amplitudinile si unghiurile de faza. Este in practica obisnuita si folosirea unei marimi sintetice unice- factorul total de deformare FTD- ca masura a valorii efective a gradului de deformare.

Fig.1.5 ilustreaza forma de unda si continutul de armonici existent pe un circuit care alimenteaza o actionare reglabila. Deoarece termenul FTD poate indica uneori un grad mare de deformare dar, datorita amplitudinii mici a armonicelor superioare efectele corespunzatoare sa fie minore, standardul american IEEE 519-1992 defineste o alta marime- distorsiunea totala ceruta DTC- care reprezinta, in principiu, acelasi lucru ca si FTD exceptand faptul ca deformarea este exprimata ca procent din curentul nominal de sarcina si nu ca procent din amplitudinea curentului de frecventa fundamentala. Standardul amintit include si unele instructiuni referitoare la gradul de deformare la nivelul retelelor de distributie si transport.

3 Interarmonici

Armonicile de rang superior care nu sunt de frecventa multipla a frecventei fundamentale sunt denumite interarmonici. Ele pot sa apara ca frecvente individuale, cu valori discrete, sau drept componente cu spectru larg de frecventa.

Interarmonicile pot fi detectate in retele cu diferite nivele de tensiune. Sursele principale sunt reprezentate de convertizoarele statice de frecventa, cicloconvertoare, motoare de inductie si instalatiile care functioneaza pe baza arcului electric. Semnalele care au drept cale de transmisie liniile electrice pot fi considerate, de asemenea, interarmonici.

Efectele interarmonicelor nu sunt stabilite in detaliu si, ca urmare, nu vor fi descrise in aceasta lucrare. S-au facut asocieri intre existenta lor si fenomenele de flicker ce afecteaza imaginea monitoarelor.

4 Ciupituri

Ciupiturile reprezinta perturbatii ale tensiunii cauzate de functionarea normala a dispozitivelor electronice in momentele comutarii curentului de pe o faza pe alta.

Deoarece fenomenul este de durata, poate fi caracterizat prin continutul spectral. Cu toate acestea, ciupiturile sunt tratate ca o categorie aparte de perturbatii. Frecventa semnalelor asociate ciupiturilor este destul de mare si de regula, imposibil de masurat cu aparate obisnuite, cu care se face analiza armonica.

5 Zgomot

Zgomotul reprezinta o suma de semnale electrice nedorite, cu continut spectral sub 200 kHz, semnale care se suprapun peste unda de frecventa fundamentala fiind prezente in sistemul de tensiuni, curenti de faza sau pe conductoare de nul.

In retele electrice, zgomotele sunt provocate de dispozitivele electronice de putere, circuitele de control, de prezenta arcului electric, redresoare si de operatii de comutare din circuitele primare.

Consecintele existentei zgomotului sunt amplificate de legaturi improprii la pamant, legaturi care ar trebui sa puna la masa aceste semnale nedorite. In general, zgomotele sunt considerate ca fiind acele perturbatii care nu se incadreaza in categoria armonicelor sau fenomenelor tranzitorii asa cum au fost descrise anterior. Zgomotele perturba dispozitivele electronice cum sunt calculatoarele sau dispozitivele de control programabile. Limitarea zgomotelor se poate face prin utilizarea filtrelor, a transformatoarelor de separare, etc.