Armónicos triples: ¿por qué están en fase?

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Definición:
¿Por qué los armónicos triples están en fase?
Conclusión:

Definición:

Los armónicos triples son el múltiplo entero impar de la onda del tercer armónico. Si la frecuencia de la onda del tercer armónico es ω, entonces la frecuencia de la onda del armónico triple será 3nω, donde n = 3,5,9,… Estas ondas poseen características especiales y, por lo tanto, se vuelven importantes para el estudio y análisis del sistema de potencia. La sorprendente propiedad de los armónicos triples es que están en fase de tiempo en la fase de tres salidas del alternador.

¿Por qué los armónicos triples están en fase?

Consideremos un alternador trifásico que tiene devanados de fase idénticos, es decir, R, Y y B, en el que se producen armónicos. Deje que las fem trifásicas sean VR, VY y VB. Estos fem se pueden representar de la siguiente manera.

VR = E1msen(ωt+Ø1) + E3msen(3ωt+Ø3) + E5msen(5ωt+Ø5) +…….

VY = E1msen(ωt-2π/3+Ø1) + E3msen[3(ωt-2π/3)+Ø3] + E5msen[5(ωt-2π/3)+Ø5] +…….

VB = E1msen(ωt-4π/3+Ø1) + E3msen[3(ωt-4π/3)+Ø3] + E5msen[5(ωt-4π/3)+Ø5] +…….

Simplifiquemos cada uno de estos voltajes de fase.

RV = E1msen(ωt+Ø1) + E3msen(3ωt+Ø3) + E5msen(5ωt+Ø5) +…….

VY = E1msen(ωt-2π/3+Ø1) + E3msen[3(ωt-2π/3)+Ø3] + E5msen[5(ωt-2π/3)+Ø5] +…….

= E1msen(ωt-2π/3+Ø1) + E3msen[(3ωt-2π)+Ø3] + E5msen[(5ωt-10π/3)+Ø5] +…….

= E1msen(ωt-2π/3+Ø1) + E3msen(3ωt+Ø3) + E5msen(5ωt-4π/3+Ø5) +…….

Ahora,

VB = E1msen(ωt-4π/3+Ø1) + E3msen[3(ωt-4π/3)+Ø3] + E5msen[5(ωt-4π/3)+Ø5] +…….

= E1msen(ωt-4π/3+Ø1) + E3msen[(3ωt-4π)+Ø3] + E5msen[(5ωt-20π/3)+Ø5] +…….

= E1msen(ωt-4π/3+Ø1) + E3msen(3ωt+Ø3) + E5msen(5ωt-2π/3+Ø5) +…….

Observe cuidadosamente las tres expresiones anteriores para voltajes de fase individuales. Se puede ver fácilmente que todos los voltajes trifásicos solo contienen armónicos impares. No contienen armónicos pares. Esto se debe a que “los voltajes de fase del alternador no tienen armónicos pares”. Para más detalles, lea “¿Por qué el voltaje de salida del alternador no puede tener armónicos pares?”

Además, el componente del tercer armónico en cada uno de los VR, VY y VB es el mismo, es decir E3msen(3ωt+Ø3). Por lo tanto, podemos decir que todos los armónicos triples en las tres fases están en fase de tiempo.

Los componentes del quinto armónico en la onda fem están a continuación.

5to armónico en VR = E5msen(5ωt+Ø5)

5to armónico en VY = E5msen(5ωt-4π/3+Ø5)

5to armónico en VB = E5msen(5ωt-2π/3+Ø5)

Pero los componentes fundamentales en la onda fem son

Componente fundamental en VR = E1msen(ωt+Ø1)

Componente Fundamental en VY = E1msen(ωt-2π/3+Ø1)

Componente Fundamental en VB = E1msen(ωt-4π/3+Ø1)

Al comparar los componentes del quinto armónico con el fundamental, podemos decir que la secuencia de fase del quinto armónico es opuesta a la fundamental. Esto significa que la secuencia de fase será R, B e Y para los quintos armónicos. Por lo tanto, tienen secuencia de fase negativa. La forma de onda se muestra a continuación.

Está claro a partir de la forma de onda anterior que la primera fase R alcanza el máximo, seguida de las fases B e Y. Por lo tanto, su secuencia de fases es R, B e Y.