Eletrônica Aplicada - Saber Eletrônica

Sinais Harmônicos
Um sinal de qualquer forma de onda
pode ser decomposto em um sinal senoidal
fundamental e em sinais senoidais de frequências
múltiplas. Assim, conforme mostra a
figura 1, uma tensão senoidal perfeita que
deve estar presente num ponto de uma rede
de energia, tem o formato exibido.
No entanto, com a presença de uma harmônica
que seja o dobro de sua frequência,
a sua forma de onda se altera passando ao
formato ilustrado na figura 2.
De uma forma geral, podemos dizer que
um sinal periódico (que não seja senoidal)
contém obrigatoriamente harmônicas em
intensidade e quantidade que vão determinar
justamente a sua forma de onda.
Observe que, conforme a frequência do
sinal em relação à fundamental, as harmônicas
podem ter diversas ordens. A figura
3 esclarece isso.
Os efeitos das harmônicas de ordem
ímpar num dispositivo elétrico ou eletrônico
são diferentes.
Nas instalações elétricas em geral predominam
as harmônicas pares, mas nos
casos em que ocorre a presença de uma
componente contínua têm-se também harmônicas
ímpares. As harmônicas também
podem ter sequências positivas, negativas
ou nula, veja a figura 4.
Em um motor assíncrono trifásico,
alimentado por quatro condutores, de
acordo com a figura 5, as harmônicas de
sequência positiva tenderiam a forçar o
motor a girar no mesmo sentido determinado
pela componente fundamental (vide
figura). O resultado seria uma sobrecarga
do motor com aumento da temperatura de
seus enrolamentos e consequente redução
de sua vida útil. Observe a figura 6.
Nesse mesmo motor, as harmônicas
de sequência negativa forçariam o motor
a girar em sentido contrário ao produzido
pela fundamental. Isso faria com que o
motor freasse com a dissipação da energia
em forma de calor. Também teríamos um
sobreaquecimento e consequente redução
da vida útil.
As harmônicas de sequência nula não
têm efeito sobre a rotação do motor, contudo,
somam-se algebricamente no condutor
neutro provocando o aparecimento de
correntes que podem chegar a três vezes
o valor da mesma corrente que percorre
cada condutor, conforme mostra a figura 7.
F1. Forma de onda de
uma tensão senoidal.
F2. Alteração da forma de
onda devido à harmônica.
F3. Harmônicas de
várias ordens.
F4. Harmônicas
pares e ímpares.
Eletrônica Aplicada
F5. Influência das harmônicas positivas
no motor assíncrono trifásico de 4 fios.
F6. Resultado: o motor tem
sua vida útil reduzida.
F7. Influências das harmônicas
de sequências nula no motor.
F8. Espectro da fundamental
e harmônicas.
Março/Abril 2012 I SABER ELETRÔNICA 460 I 41