Che cos'è l'Armonica
Nel settore dell'illuminazione, il termine "armonica" si riferisce a una componente di un segnale periodico distorto o non sinusoidale che ha una frequenza che è un multiplo intero non nullo della frequenza fondamentale del segnale. Le armoniche possono essere presenti nelle correnti o nelle tensioni e sono tipicamente causate da carichi non lineari nel sistema elettrico.
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Le armoniche possono causare diversi problemi nel settore dell'illuminazione. Un problema comune è lo sfarfallio delle luci, che può verificarsi in caso di rapide fluttuazioni della corrente o della tensione di carico, in particolare nei macchinari. Esempi di macchinari che possono causare lo sfarfallio delle luci sono i motori di grandi dimensioni in fase di avvio, i macchinari dotati di cicloconvertitori, come gli azionamenti dei laminatoi e gli avvolgitori delle miniere, e i macchinari che utilizzano convertitori di frequenza statici, come i motori CA e i forni elettrici ad arco.
Un altro problema causato dalle armoniche è il surriscaldamento dei trasformatori e l'intervento degli interruttori. Ciò si verifica quando i carichi non lineari assorbono la corrente con impulsi bruschi anziché in modo sinusoidale regolare. Le correnti armoniche generate da questi carichi non lineari possono rifluire in altre parti del sistema elettrico, provocando il surriscaldamento dei trasformatori e l'intervento degli interruttori.
Per misurare la presenza di armoniche, si utilizza spesso la distorsione armonica totale (THD). La THD è la somma di tutti gli effetti armonici e viene solitamente misurata fino al 50° multiplo della frequenza fondamentale (60 Hz negli Stati Uniti) o a 3 kHz. Si raccomanda che gli effetti armonici della tensione siano inferiori all'8% rispetto alla frequenza fondamentale e che i valori superiori all'8% siano oggetto di ulteriori indagini.
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Domande frequenti
Cosa provoca le armoniche elettriche
Le armoniche si verificano in presenza di carichi non lineari che convertono la tensione di linea CA in CC. Queste armoniche entrano nel sistema elettrico a causa della presenza di dispositivi elettronici di commutazione non lineari, come gli azionamenti a frequenza variabile (VFD), gli alimentatori per computer e l'illuminazione ad alta efficienza energetica.
L'illuminazione a LED causa armoniche
Con l'installazione dell'illuminazione a LED, è possibile che il carico produca una distorsione armonica. Questa distorsione può portare a sollecitazioni delle apparecchiature e della rete di distribuzione elettrica, con conseguenti maggiori spese di manutenzione e tempi di inattività. È importante notare che a volte gli effetti dello stress armonico possono non essere evidenti fino a quando non si verifica un guasto completo dell'apparecchiatura.
Come le armoniche influiscono sulla qualità dell'alimentazione
Le correnti armoniche hanno un impatto negativo sulla qualità dell'alimentazione, in quanto causano un aumento della corrente efficace nei sistemi elettrici. Questo, a sua volta, porta a un deterioramento della qualità della tensione di alimentazione. Inoltre, le armoniche sottopongono a stress la rete elettrica e possono danneggiare le apparecchiature. Possono anche disturbare il normale funzionamento dei dispositivi e comportare un aumento dei costi operativi.
Come si controllano le armoniche in un sistema di alimentazione?
Misurare la distorsione armonica totale (THD) utilizzando una pinza amperometrica in grado di indicare le armoniche. Assicurarsi che il THD per la tensione non superi il 5%, mentre il THD per la corrente può essere notevolmente superiore. Per avere un'idea più precisa dell'entità e dell'impatto di ciascuna armonica, utilizzare un analizzatore di qualità dell'alimentazione.
Le armoniche influiscono sulla tensione
Le tensioni armoniche, che si producono quando le correnti armoniche scorrono contro l'impedenza dell'armonica, possono provocare notevoli sovratensioni. Queste sovratensioni sono state osservate come causa di malfunzionamenti delle apparecchiature e i condensatori sono particolarmente vulnerabili a questi effetti.
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