Asegure la integridad de la red eléctrica
Pruebas de armónicos según la norma IEC 61000-3-2 y mediciones de parpadeos según la norma IEC 61000-3-3
Los armónicos son corrientes y voltajes con frecuencias que son múltiplos enteros del armónico fundamental de la red (por lo general 50/60 Hz). Se producen cuando una carga es no lineal, lo cual a menudo sucede en el caso de las fuentes conmutadas (SMPS), y pueden provocar diversos problemas de calidad de energía. Por esta razón, es importante realizar análisis de armónicos ya que permite identificar qué armónicos están presentes, cuál es su magnitud y cómo evolucionan a lo largo de los diferentes estados de funcionamiento. Estos detalles determinan tanto la causa raíz de los armónicos, como el riesgo para la red eléctrica.
Parpadeo se refiere a las fluctuaciones a corto plazo del voltaje y la corriente. A menudo significa que un dispositivo presenta cambios rápidos en su consumo de energía. Mientras que los armónicos describen la distorsión en una forma de onda periódica, el parpadeo es más sobre la variación de tiempo en la demanda de la carga en la red eléctrica. El parpadeo es importante porque tanto la red eléctrica como el equipamiento conectado asumen una fuente de poder estable. En caso de que un dispositivo ocasione repetidamente caídas de voltaje o cambios bruscos de carga, esto puede afectar a otros dispositivos en la misma red eléctrica.
El propósito principal de las pruebas de armónicos y parpadeos es asegurar que un dispositivo no comprometa la integridad de la red eléctrica, más que demostrar que el dispositivo cumple la función para la que ha sido diseñado. Un dispositivo puede «funcionar correctamente», pero aún así interactuar pobremente con el ecosistema que lo rodea.
Las pruebas de conformidad de armónicos y parpadeos suelen realizarse en un entorno controlado con una fuente de CA estabilizada y herramientas de medición calibradas.
Las razones más comunes por las que los productos no superan las pruebas de conformidad incluyen:
- Consumo de corriente no lineal: las fuentes conmutadas consumen corriente en ráfagas cortas, lo cual puede provocar distorsión armónica. Esto puede evitarse con un filtro de entrada o una corrección pasiva.
- Comportamiento de la corrección del factor de potencia (PFC) con corrección insuficiente: los dispositivos de alta potencia (por sobre 75 W) deben incluir corrección del factor de potencia (PFC). Una corrección del factor de potencia mal implementada puede producir emisiones que superen el rango aceptable al introducir armónicos de bajo orden y aumentar el factor cresta.
- Extracorriente de conexión en el arranque: pueden producirse picos de corriente de corta duración al momento de encender el dispositivo. Estos picos pueden exceder los límites de corriente armónica, incluso cuando el régimen estacionario es aceptable.
- Transiciones de estado de potencia: los sistemas embebidos a menudo cambian de estado de funcionamiento. Estas transiciones pueden ocasionar armónicos o parpadeos.
Los analizadores de potencia y los osciloscopios pueden revelar armónicos y parpadeos no deseados. Los analizadores de potencia cuentan con un modo de armónicos que realiza una transformada rápida de Fourier (FFT) para calcular el valor eficaz (RMS) y el ángulo de fase. Ciertos analizadores de potencia, como el LMG de ZES Zimmer, pueden realizarlo para los primeros 200 armónicos. Los armónicos de corriente por lo general suelen medirse con un osciloscopio y las sondas adecuadas. El resultado suele representarse tanto en formato numérico como gráfico. En algunos casos, un osciloscopio también puede ayudar a realizar una prueba automatica para verificar el cumplimiento de una o más normas de armónicos. Durante las etapas de validación y conformidad se utilizan analizadores de potencia para generar informes y ayudar a identificar qué armónicos superan los límites máximos establecidos en las normas.
