Transformadores de isolamento multipulso com inversor de frequência variável (VFD): cancelamento de harmônicos

Projeto de transformador de mudança de fase de 12 pulsos, 18 pulsos e 24 pulsos (±15°, ±7,5°), mecanismos de cancelamento de harmônicos e conformidade com IEEE

1. Mitigação de harmônicos em drives VFD de média tensão

Grandes acionamentos de motores de média tensão produzem correntes harmônicas intensas que causam distorção e superaquecimento da tensão da rede. Os transformadores de mudança de fase multipulsos eliminam esses harmônicos por interferência destrutiva.

2. Mudança de fase multipulso e matriz de cancelamento harmônico

Configuração do retificador	Ângulo de mudança de fase (θ)	Pedidos Harmônicos Cancelados	Harmônicos Residuais	Conformidade com IEEE 519
6 pulsos (padrão)	0° (secundário único)	Nenhum	5º, 7º, 11º, 13º	Requer filtro harmônico ativo
12 pulsos	30° (Delta + Estrela)	5º, 7º	11, 13, 23, 25	THD-I ∼ 8.5% - 12.0%
18 pulsos	20° (+20°, 0°, -20°)	5º, 7º, 11º, 13º	17, 19, 35, 37	THD-I ∼ 5.0% - 6.5%
24 pulsos	15° (+22.5°, +7.5°, -7.5°, -22.5°)	5, 7, 11, 13, 17, 19	23, 25	THD-I < 3.5% (conformidade total)

3. Formulação do ângulo de mudança de fase

Para um sistema retificador de pulso m alimentado por conjuntos de enrolamentos secundários k:

θ_shift = (60°) / (k) = (360°) / (m)

As frequências harmônicas canceladas no lado primário são as seguintes:

h = n · m ± 1 (n = 1, 2, 3, …)

4. Tensão de isolamento do inversor e tensão de modo comum

Os transformadores VFD devem incorporar blindagens eletrostáticas entre os enrolamentos de alta tensão e secundários para impedir que tensões capacitivas de modo comum cheguem à rede elétrica.

*Referência: IEEE 519-2022; IEC 61800-3:2017; IEEE Padrão C57.18.10.*