Respuesta de un filtro de RED, frente a las principales frecuencias armónicas que se producen al conectar cargas no lineales a la red eléctrica. Análisis del funcionamiento de un filtro de RED y medidas de su respuesta en frecuencias utilizando métodos muy sencillos.
Armónicos en la RED eléctrica
Los armónicos en la corriente se propagan por las redes eléctricas y crean distorsiones en la forma de onda de tensión, senoidal de origen, modificando las impedancias de las líneas, y pudiendo provocar el mal funcionamiento de algunos equipos eléctricos.
Las corrientes armónicas son componentes de la corriente eléctrica, descompuesta en la serie de Fourier. Los armónicos tienen una frecuencia que es múltiplo de la frecuencia fundamental, múltiplos de 50 ó 60 Hz en las redes eléctricas. El número múltiplo (n) de la frecuencia fundamental, determina el rango de la componente armónica. Por ejemplo, el tercer armónico de una red eléctrica de 50 Hz será 50 x 3 = 150 Hz.
Los armónicos se clasifican según su amplitud, indicada en % con respecto a la fundamental, y su paridad par o impar. Los armónicos de rango par no tienen relevancia en los entornos industriales, porque se anulan gracias a la simetría de la señal alterna. En líneas trifásicas, las corrientes de armónicos de rango 3 y sus múltiplos están en fase (ver imagen anterior) y se suman de forma vectorial en el hilo del neutro, pudiendo provocar un excesivo calentamiento en dicho conductor.
Filtros de red
En la mayoría de los dispositivos modernos que van conectados a la red eléctrica, lo primero que se encuentra después del cable de alimentación es un filtro de red. Los filtros de red son filtros ‘paso-bajo’, y normalmente son circuitos pasivos compuestos por una serie de bobinas y condensadores.
Un filtro de red podría ir alojado dentro del propio conector de alimentación, intercalado entre el cable y la alimentación al equipo (electrodomésticos), o formando parte de la propia fuente de alimentación del equipo (fuentes conmutadas).
El objetivo principal de un filtro de red, es la de minimizar el nivel de radiaciones electromagnéticas (EMI) producidas por los equipos. La mayoría de las fuentes de alimentación conmutadas que incorporan los dispositivos modernos, incorporan un filtro de red en su entrada.
¿Se eliminan los armónicos con un filtro de red?
Es posible que esta pregunta te la hayas hecho alguna vez, porque los fabricantes no lo dejan muy claro, ni muestran la respuesta en frecuencias de un filtro de red. Para salir de dudas, he realizado estas medidas de respuesta en frecuencia, utilizando un equipamiento muy simple. El equipo de medida es un osciloscopio o polímetro, y el generador de frecuencias un teléfono móvil… convertido en un generador de señales de audio, mediante la instalación de una APP.
Te adelanto que el filtro de red que medí no filtra ni atenúa las señales armónicas. Puedes ver todo el proceso de medida y los resultados en el siguiente video:
