Señales Eléctricas y Suma de Senos

Una función periódica es aquella cuyos valores se repiten a intervalos regulares. El tiempo entre repeticiones se llama periodo (T).

Se denomina ciclo a la parte de la función periódica que abarca un tiempo equivalente a un período T.

Las señales con distintas formas de onda, como sinusoidal, triangular y cuadrada, son ejemplos de señales periódicas.

La serie de Fourier es una herramienta matemática que permite descomponer cualquier función periódica en una suma de términos sinusoidales.

La componente de la serie de Fourier con n=1 se llama componente fundamental y tiene la misma frecuencia que la función f(t). Las demás componentes con frecuencias múltiplo de la fundamental se llaman armónicos.

En una serie de Fourier, el Armónico Fundamental es la señal con la frecuencia más baja, correspondiente al periodo de la señal original.

Los Armónicos son señales con frecuencias múltiplos de la frecuencia del armónico fundamental. Su amplitud determina la forma de la señal final.

La suma de varias señales senoidales con la misma amplitud pero diferentes frecuencias genera una nueva señal que también es periódica.

La suma de señales senoidales con diferentes amplitudes y frecuencias múltiplos, genera una señal periódica con forma quasi-cuadrada. Al aumentar el número de armónicos, la señal se aproxima más a una forma cuadrada.

El Espectro de Frecuencias representa la amplitud de cada armónico presente en una señal periódica en función de su frecuencia.

La Transformada Rápida de Fourier (FFT) es un algoritmo que permite convertir una señal del dominio temporal al dominio de la frecuencia, es decir, analizar la señal en términos de sus componentes de frecuencia.

Es una medida de la calidad de la señal que indica cuán cerca está una forma de onda periódica de una señal de onda sinusoidal pura.

Es una señal que se repite con un patrón regular que se produce en las mismas frecuencias, pero con amplitudes diferentes.

La calidad de onda se mide con el THD. Cuanto menor sea el THD, más "sinusoidal" es la señal.

Es una medida que considera las contribuciones de todos los armónicos, no solo de la suma de las amplitudes.

Se utilizan para determinar la calidad de la señal en aplicaciones eléctricas, como la energía y la electrónica.

IEC 61000 es un estándar que establece directrices para las emisiones e inmunidad electromagnéticas.

Se refiere a las limitaciones impuestas por las normas a la distorsión armónica.

Una carga es no lineal cuando la corriente que circula por ella no tiene la misma forma sinusoidal que la tensión que la alimenta.

Los equipos que contienen circuitos con electrónica de potencia, como rectificadores e inversores, son ejemplos típicos de cargas no lineales.

La presencia de armónicos en la corriente inyectada a la red reduce la calidad de la energía.

Los armónicos pueden provocar sobretensiones, errores de medición y calentamiento de los equipos de transmisión y distribución.

La amplitud del armónico es una fracción de la amplitud del fundamental de la corriente de carga. La frecuencia del armónico es un múltiplo de la frecuencia del fundamental.

Los armónicos se generan debido a las cargas no lineales. Los equipos que contienen electrónica de potencia son las causas principales.

Reducir la calidad de la energía puede ocasionar varias consecuencias negativas, como sobretensiones, mal funcionamiento de los equipos y errores de medición.

Es importante detectar y suprimir los armónicos porque afectan la calidad de la energía y pueden causar problemas en los equipos e instalaciones.

La norma EN 50160 establece las características de la tensión proporcionada por las redes públicas de baja tensión.

Es la distorsión total de la señal debido a los armónicos.

Es la relación entre la potencia activa P y la potencia aparente S.

El factor de potencia se representa con el coseno de phi (cos 𝜑).

Un factor de potencia menor que el coseno de phi indica la presencia de armónicos.

Los armónicos de rango impar son los más comunes.

La compensación hasta el rango 13 es obligatoria.

Los filtros pasivos y activos son opciones para eliminar los armónicos.

La distorsión armónica se refiere a la presencia de señales con frecuencias múltiplos de la frecuencia fundamental en una señal periódica.

La calidad de la señal eléctrica se refiere a la conformidad de las características de la señal con los requisitos de la red eléctrica. Incluye parámetros como frecuencia, voltaje y armónicos.

La onda cuadrada modificada es una forma modificada de la onda cuadrada donde se añaden diferentes niveles de voltaje para reducir los armónicos.

Al aumentar el número de niveles en una onda cuadrada modificada se reduce la cantidad de armónicos. Esto se logra mediante el uso de conmutadores que cambian de estado en diferentes niveles de voltaje.

En el proceso de generación de una onda multinivel, se utilizan convertidores en cascada para generar un número determinado de niveles. Estos convertidores operan en serie, produciendo una señal con menos armónicos.

La onda sinusoidal modificada es una forma de onda que se aproxima a una onda sinusoidal mediante la adición de niveles de voltaje. Esta técnica reduce significativamente la distorsión armónica.

La elección del número de niveles en una onda sinusoidal modificada es crucial para cumplir con los requisitos de la red. Cuanto mayor es el número de niveles, menor es la distorsión armónica.

Los armónicos de una onda sinusoidal modificada deben cumplir con los límites establecidos por las normas de la red eléctrica. Si los armónicos no superan estos límites, la energía puede inyectarse en la red.