Garanta a integridade da rede elétrica
Testes de harmônicos conforme a norma IEC 61000-3-2 e medição de flicker conforme a norma IEC 61000-3-3
Harmônicas são correntes ou tensões cujas frequências são múltiplos inteiros da frequência fundamental da rede elétrica (normalmente 50/60 Hz). Elas ocorrem quando uma carga é não linear — o que costuma ser o caso das fontes de alimentação chaveadas (SMPS) — e podem causar diversos problemas de qualidade de potência. É por isso que a análise de harmônicas é importante: ela identifica quais harmônicas estão presentes, qual é a magnitude delas e como elas evoluem ao longo dos diferentes estados operacionais. Esses detalhes determinam tanto a causa principal das harmônicas quanto o risco para a rede principal.
Flicker (cintilação) refere-se ao resultado das flutuações de curta duração na tensão e na corrente. Isso geralmente significa que um dispositivo apresenta variações rápidas no consumo de energia. Enquanto os harmônicos descrevem a distorção em uma forma de onda periódica, o flicker está mais relacionado à variação temporal na demanda da carga sobre a rede elétrica. O flicker é importante porque tanto a rede elétrica quanto os equipamentos conectados partem do princípio de que o fornecimento de energia é estável. Se um aparelho causar repetidamente quedas rápidas de tensão ou mudanças bruscas na carga, isso pode causar perturbações em outros aparelhos na mesma rede elétrica.
O objetivo principal dos testes de flicker e harmônicos é garantir que um dispositivo não comprometa a integridade da rede elétrica, e não demonstrar que o dispositivo cumpre a função para a qual foi projetado. Um dispositivo pode “funcionar bem” e, mesmo assim, interagir mal com o ecossistema ao seu redor.
Os testes de conformidade relativos a flicker e harmônicos são normalmente realizados em um ambiente controlado, com uma fonte de corrente alternada estabilizada e instrumentos de medição calibrados.
Entre os motivos mais comuns pelos quais os produtos não são aprovados nos testes de conformidade estão:
- Consumo de corrente não linear: as fontes de alimentação chaveadas consomem corrente em pulsos curtos, o que pode causar distorção harmônica. Isso pode ser evitado por meio da filtragem de entrada ou correção passiva.
- Comportamento de PFC com correção insuficiente: dispositivos de alta potência (acima de 75 W) devem incluir correção do fator de potência (PFC). Uma correção mal implementada pode levar a emissões acima do limite aceitável, ao introduzir harmônicos de baixa ordem e aumentar o fator de crista.
- Corrente de irrupção na inicialização: podem ocorrer picos de corrente de curta duração quando um dispositivo é ligado. Esses picos podem ultrapassar os limites de corrente harmônica, mesmo quando o estado estacionário é aceitável.
- Transições de estado de potência: os sistemas incorporados costumam mudar de estado operacional. Essas transições podem causar harmônicos ou cintilação.
Analisadores de potência e osciloscópios podem revelar harmônicos indesejáveis e flicker. Os analisadores de potência possuem um modo de harmônicos que realiza uma transformada rápida de Fourier (FFT) para calcular o valor eficaz (RMS) e o ângulo de fase. Certos analisadores de potência, como o LMG da ZES Zimmer, podem fazer isso para até os primeiros 200 harmônicos. As correntes harmônicas são geralmente medidas usando um osciloscópio e pontas de prova apropriadas. Os resultados são normalmente apresentados tanto em formato gráfico quanto numérico. Em alguns casos, um osciloscópio também pode oferecer um teste automático para verificar a conformidade com uma ou mais normas relativas a harmônicos. Durante as etapas de validação e conformidade, os analisadores de potência são utilizados para gerar relatórios e ajudar a identificar quais harmônicos estão ultrapassando os limites máximos estabelecidos nas normas.
