¿Qué es el THD? Hoy veremos las claves para entenderlo. De esta manera, podréis realizar una mejor interpretación de los armónicos eléctricos cuando realizáis mediciones eléctricas.
¡Empezamos!
Armónicos de tensión y corriente
Los armónicos o frecuencias armónicas de la tensión o corriente son componentes de frecuencia múltiples enteras de la frecuencia fundamental.
Dicho de otra manera, si la tensión fundamental es de 50 Hz, el tercer armónico será 150 Hz (tres por 50 Hz), el quinto armónico será 250 Hz (cinco por 50 Hz), etc.
La tensión o corriente sinusoidal pura no tiene armónicos, con lo que la distorsión armónica es nula, ya que la señal está compuesta por una sola frecuencia, la fundamental
Por tanto, una señal de tensión o corriente periódica distorsionada estará formada por una componente fundamental y otras componentes de mayor frecuencia, que son los armónicos.
Total Harmonic Distortion (THD)
La distorsión armónica total (THD), o total harmonic distortion en ingles, es una parámetro que le indica cuánta distorsión en tensión o corriente es causada por armónicos en la señal.
También se suele utilizar el termino «tasa de distorsión armónica» ya que expresa la relación entre dos magnitudes, el valor eficaz de residuo armónico o componentes armónicas respecto a la componente fundamental o limpia.
Es importante cuando hablamos de THD indicar de que magnitud se trata. ¿THD de tensión (THDU)? o ¿THD de corriente (THDI)?. Si no lo hacemos puede llevar a mala interpretación.
Calcular la distorsión armónica total (THD)
Tal y como se indica en el anterior punto, la distorsión armónica total (THD) se define como la relación entre el valor eficaz de residuo armónico o componentes armónicas (comenzando desde el armónico de orden segundo en adelante) respecto a la componente fundamental o limpia.
La definición matemática de THD (en este caso la formula es con la tensión, pero con la corriente será igual):
donde Uh es el valor eficaz de cada armónico y U1 es la componentes fundamental.
¿Y de donde saco el valor de cada armónico? A partir de espectro de armónicos que obtenemos de las mediciones hechas con un analizador de redes eléctrico.
El espectro de armónicos es la representación de las amplitudes de cada frecuencia o armónico.
En muchos de los analizadores de redes eléctricos no nos muestra la amplitud, sino la distorsión individual de cada uno de los armónicos en tanto porciento. La formula es (en este caso es de tensión, pero en corriente es exactamente igual):
Vamos a poner un ejemplo. Si tenemos una onda de corriente distorsionada con una corriente fundamental (I1) de 250 A, y una distorsión armónica individual de los armónicos de orden 3º, 5º y 7º del 60%, 40% y 15% respectivamente
Significa que el valor eficaz de cada armónico será:
por tanto tendremos 150 A de armónico de orden 3º, 100 A de orden 5º y 37,5 A de orden 7º.
Por tanto ya podemos calcular el THD% de corriente
La tasa de distorsión armónica en corriente será en este caso del 73,66%
Te dejo estos dos artículos que te serán de ayuda: