Questo articolo esamina perché vengono generate le armoniche nei sistemi HVDC?, Perché si verificano le armoniche?, Come vengono generate le armoniche?
Perché vengono generate armoniche nei sistemi HVDC?
Le armoniche vengono generate nei sistemi HVDC (corrente continua ad alta tensione) principalmente a causa dell’uso di dispositivi elettronici di potenza come convertitori e invertitori. Questi dispositivi convertono la corrente alternata (corrente alternata) in corrente continua e viceversa mediante operazioni di commutazione, che creano intrinsecamente armoniche. Il processo di conversione della corrente alternata in corrente continua o della corrente continua in corrente alternata comporta una rapida commutazione di correnti e tensioni, portando a forme d’onda non sinusoidali. Queste forme d’onda contengono armoniche che possono distorcere l’onda sinusoidale ideale della corrente elettrica.
Le armoniche si verificano a causa delle caratteristiche non lineari dei dispositivi e dei circuiti elettrici. Quando le correnti elettriche passano attraverso carichi non lineari come raddrizzatori, inverter o altri dispositivi elettronici di potenza, creano forme d’onda distorte. Queste distorsioni provocano la generazione di armoniche, che sono multipli interi della frequenza fondamentale del sistema elettrico. La non linearità di questi dispositivi fa sì che le forme d’onda di corrente e tensione si discostino dalla forma sinusoidale ideale.
Perché si formano le armoniche?
Le armoniche vengono generate dalle azioni di commutazione nei dispositivi elettronici di potenza e nei carichi non lineari. In un sistema HVDC, il processo di conversione dell’alimentazione CA in CC prevede l’uso di tiristori o transistor che si accendono e si spengono rapidamente, creando componenti ad alta frequenza nella forma d’onda corrente. Questi componenti ad alta frequenza causano una distorsione armonica. Inoltre, l’interazione tra diverse armoniche e impedenze del sistema può portare a un’ulteriore generazione e amplificazione delle frequenze armoniche.
Come vengono generate le armoniche?
Il sistema HVDC funziona convertendo la corrente alternata in corrente continua per un’efficiente trasmissione di energia a lunga distanza, per poi riconvertirla in corrente alternata all’estremità ricevente. Il sistema utilizza raddrizzatori per convertire la corrente alternata in corrente continua e inverter per riconvertire la corrente continua in corrente alternata. La tecnologia HVDC consente una trasmissione efficiente dell’energia elettrica su lunghe distanze con perdite ridotte. Il processo di conversione coinvolge dispositivi elettronici di potenza in grado di introdurre armoniche nel sistema.
Le armoniche influenzano il sistema elettrico causando diversi problemi. Possono comportare un aumento del riscaldamento delle apparecchiature elettriche, una riduzione dell’efficienza e potenziali danni ai componenti sensibili. Le armoniche possono anche causare interferenze con i sistemi di comunicazione, creare ulteriori perdite nei sistemi elettrici e portare a una scarsa qualità dell’energia. In casi estremi, le armoniche possono causare fenomeni di risonanza che possono danneggiare le apparecchiature e compromettere la stabilità del sistema. Gestire e mitigare le armoniche è fondamentale per mantenere l’affidabilità e l’efficienza dei sistemi di alimentazione.
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