Redução de Harmónicas com Reatores CA: THID Esperada e Parâmetros de Seleção

Os reatores CA podem reduzir a distorção da corrente de entrada em aproximadamente 30% a 50%, sob condições de funcionamento adequadas. Um reactor de linha com uma impedância de 5% pode resultar numa distorção harmónica total de corrente (THID) de cerca de 35% a plena carga, enquanto o factor de potência pode subir para 0,75–0,85 em certas instalações. Os resultados reais dependem do conversor, do perfil de carga, da impedância da rede de alimentação e do método de medição.

Redução de Harmónicas com Reactor CA: Desempenho Prático
Um balastro de linha elétrica adiciona indutância em série entre a fonte de alimentação e um variador de frequência (VFD). Esta indutância limita os picos de corrente provocados pela comutação do retificador, reduzindo a injeção de harmónicas no sistema de distribuição elétrica.

A redução percentual deve ser distinguida do valor final de THID. Uma leitura de 35% de THID descreve a distorção restante, não necessariamente uma redução de 35% em relação à medição original.

Adequação da Impedância às Condições Operacionais
Impedância de 3%: Adequada para inversores de uso geral onde são necessárias uma redução moderada de harmónicas e proteção de entrada.

Impedância de 5%: Frequentemente escolhida para uma mitigação mais intensa das harmónicas, desde que a queda de tensão resultante se mantenha aceitável.

Impedância mais elevada: Requer uma avaliação cuidadosa do binário de arranque, da tensão do barramento CC e do desempenho do variador antes da instalação.

Seleção do Reactor CA para Diferentes Aplicações
O reactor CA correcto para instalações com inversores depende da potência nominal do inversor, da tensão de entrada, da variação de carga e da queda de tensão admissível. A percentagem de impedância de um reactor, por si só, não consegue prever o desempenho harmónico em diferentes sistemas.

Por exemplo, um reactor a 5% num rectificador de seis impulsos a plena carga pode produzir leituras THID diferentes das obtidas com o mesmo reactor a funcionar com carga parcial ou numa rede com capacidade de curto-circuito diferente.

Funções dos Reatores de Entrada versus Saída
Os reatores CA de entrada são instalados antes do inversor para limitar a corrente harmónica no lado da alimentação e reduzir os picos de corrente da rede. Um reactor de saída CA é instalado entre o variador e o motor, principalmente para reduzir a elevação da tensão, suprimir certos efeitos de alta frequência e proteger o isolamento do motor em instalações adequadas.

Estes dispositivos servem finalidades elétricas distintas. Um reactor de saída não deve ser considerado um substituto de um reactor de entrada quando o objectivo principal é reduzir as harmónicas de corrente no lado da alimentação. Verificação do Desempenho Harmónico
Antes de especificar os reatores de CA, as seguintes verificações determinam se a redução esperada é realista:

Meça a THID de referência no ponto de acoplamento comum em condições de carga representativas.

Confirme a topologia do retificador do inversor, a corrente nominal, a tensão de alimentação e a impedância do reator.

Compare as medições pós-instalação em condições de funcionamento semelhantes.

Avalie a queda de tensão, a elevação da temperatura e os limites harmónicos aplicáveis.

Para instalações que exijam uma conformidade rigorosa com os níveis de harmónicos, um reator de linha isolado pode não ser suficiente para atingir o objetivo. Um filtro harmónico passivo ou ativo pode ser necessário no caso de a distorção medida se manter acima do limite aplicável.