Un carico che genera armoniche di corrente è definito carico distorcente.
Esempi tipici di carichi distorcenti sono quelli legati all'elettronica di potenza: raddrizzatori a diodi, inverter e UPS. Gli effetti più comuni derivanti dalla generazione di armoniche di corrente sono il sovrariscaldamento dell'alternatore connesso al sistema elettrico nel quale tali armoniche sono presenti e il coseguente aumento delle perdite, sia di tipo termico che di tipo elettrico, oltre a una regolazione della tensione potenzialmente instabile se la macchina non presenta determinate caratteristiche progettuali (reattanza subtransitoria X"d non sufficientemente elevata).
Questi fattori devono venire presi in considerazione (sovra)dimensionando adeguatamente l'alternatore.
Un modo relativamente semplice per generare armoniche e verificarne gli effetti sulla macchina in prova (e quindi il suo corretto dimensionamento) è quello di utilizzare un carico resistivo alimentato da un raddrizzatore trifase non controllato a sei impulsi, interposto tra il generatore e il carico stesso.
I test con carichi distorcenti sono generalmente eseguiti su macchine in emergenza a sistemi di telecomunicazione o centri di elaborazione dati, nei quali è massiccia la presenza di UPS o altri dispositivi elettronici di potenza ed è richiesta allo stesso tempo un'alimentazione con caratteristiche di particolare stabilità.
In riferimento alla figura sottostante, la corrente che il carico assorbe attraverso il raddrizzatore ricalca esattamente l'andamento della tensione rappresentatao dalla linea bianca a tratto continuo, mentre le linee tratteggiate rappresentano le tensioni trifase generate dall'alternatore, in ingresso al raddrizzatore. L'andamento non sinusoidale della corrente assorbita dal carico è responsabile della generazione delle correnti armoniche che circolano nel sistema, secondo il teorema di Fourier.
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La progettazione di queste apparecchiature avviene sulla base delle specifiche tecniche fornite dal cliente. Esse si possono eventualmente abbinare a carichi resistivi di tipo tradizionale e in questo modo assemblare nella medesima struttura, che pertanto presenterà in un unico modulo due sezioni di potenza ben distinte, ognuna con la rispettiva parte di comando.
Nella tabella sottostante vengono riportate a scopo esemplificativo le principali caratteristiche di un carico ad uso militare realmente realizzato su specifica del cliente, con una seziona AC da 252 kW a 12 step più una sezione distorcente da 143 kW a 9 step, per una potenza complessiva di 395 kW.
Specifica | Descrizione |
Potenza complessiva | 395 kW |
Alimentazione | 400 VAC, 50 Hz - colleg. Yn |
Potenza sezione AC: | 252 kW |
Numero step AC: | 12 |
Suddivisione step AC: | 3x 180 W, 450 W, 1 kW, 2 kW, 4 kW, 8 kW, 16 kW, 32 kW, 64 kW, 125 kW |
Potenza sezione DC: | 143 kW |
Caratt. Raddrizzatore | V in (max): 500 VAC V out (max): 670 VDC I out: 290 A Provvisto di sistema di raffreddamento |
Numero step DC: | 9 |
Suddivisione step DC: | 1 kW, 2 kW, 4 kW, 8 kW, 2x 16 kW, 3x 32 kW |
Connessioni di potenza | Su barra di rame |
Protezioni | Fusibili su ogni step di carico, termostato per ventilazione insufficiente, protez. termica su raddrizzatore, slvamotore su ventola di raffreddamento. |
Ventilazione | Forzata ad aria |
Caratteristiche ventilatore | Potenza 3 kW @400V-50 hZ, 1400 rpm, 26.000 m3/h, alimentazione da rete esterna |
Rumorosità | 79 dB(A) |
Comandi e controlli | In locale, manuali per mezzo di selettori a levetta a bordo quadro Multimetro digitale di lettura misure Comunicazione seriale per monitoraggio da PC o PLC |
Alimentazione ausiliari | 230 VAC da rete esterna |
Movimemtazione | Sollevamento con carrello elevatore o a spinta su ruote |
Dimensioni e peso | 1350x2050x1370 (LxHxP, mm), 750 kg approx. |