O fornecimento elétrico pode implicar diversas perturbações e entre elas uma das mais peculiares corresponde aos harmónicos. É que, ao contrário de outras perturbações causadas pela produção da eletricidade, a origem dos harmónicos encontra-se nas próprias cargas, ou melhor em algumas delas.
Em concreto, os harmónicos têm origem em cargas não lineares, nas quais não existe uma proporcionalidade entre a corrente e a tensão, o que provoca distorções harmónicas que consistem em ondas sinusoidais cuja frequência é um múltiplo inteiro do sinal fundamental. A combinação destes harmónicos com o sinal fundamental deforma a onda resultante e afeta negativamente o funcionamento dos equipamentos instalados.
Os harmónicos aparecem principalmente em aparelhos de utilização tão disseminada como os variadores de frequência (VFD), os motores de indução, as fontes de alimentação comutadas e os equipamentos eletrónicos de diversa natureza, para citar os mais comuns. A introdução generalizada da eletrónica em todas as instalações foi um dos principais fatores a promover os harmónicos, visto que se trata de dispositivos que retificam de CA para CC, frequentemente comutam a alta frequência e a sua impedância não é constante.
Em termos gerais, os harmónicos diminuem a eficiência ao aumentar a potência aparente, não a real, facto que obriga a dimensionar por excesso a instalação elétrica com o consequente custo acrescido. Também podem sobreaquecer equipamentos como motores, cabos, condensadores ou transformadores, reduzir a sua vida útil e aumentar os custos e os tempos de inatividade.
A redução do fator de potência é outro efeito adverso dos harmónicos que consiste em consumir uma corrente desproporcionadamente elevada em relação à potência, o que implica uma penalização económica por parte do fornecedor elétrico. Por outro lado, os equipamentos mais sensíveis podem interpretar indevidamente os sinais e experimentar interferências eletromagnéticas. Como consequência disto, os resultados obtidos são mais imprecisos e menos fiáveis.
Um efeito literalmente visível dos harmónicos é a intermitência ou o flickering, ou seja, variações na intensidade da iluminação que são percetíveis, e incómodos, para as pessoas.
A longa lista de inconvenientes causados pelos harmónicos inclui também o disparo improcedente de dispositivos de proteção como interruptores automáticos, diferenciais ou relés, o que dá lugar a paragens indesejadas e fenómenos de amplificação ou ressonância por coincidência das frequências dos harmónicos com frequências operacionais nas cargas que podem multiplicar os efeitos em sobreaquecimentos e avarias especialmente graves.
A melhor solução passa, como é natural, por impedir que ocorram. Para isso, é conveniente recorrer a conversores e retificadores cuja configuração impeça ou minimize a emissão de harmónicos. Também convém modernizar os antigos sistemas de alimentação ininterrupta (UPS), substituindo-os por modelos de baixa distorção, equipados com um controlo digital avançado e com topologias que anulam os harmónicos e que oferecem, ao mesmo tempo, um excelente desempenho.
Quando os harmónicos surgem nas instalações, também é aconselhável adicionar filtros anti-harmónicos, que permitem compensar o fator de potência reativo das cargas indutivas e impedem a ocorrência de ressonâncias.
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