Um carregador DC se apresenta à grade como uma grande carga não linear. Ela não consome corrente proporcionalmente à forma de onda de tensão; Ela troca, retifica e regula, e a corrente que puxa tem uma forma própria. Tudo o que se segue nesse assunto é consequência dessa forma.
O vocabulário ao redor é pequeno, mas frequentemente mal utilizado. Distorção harmônica total e distorção harmônica total da corrente são medições diferentes de coisas diferentes. O fator de potência tem duas definições que fornecem números diferentes para o mesmo equipamento. Saber qual é qual transforma um item de ficha de dados em uma especificação que você pode realmente verificar.
Por que um retificador consome uma corrente não senoidal
Um retificador simples conduz apenas quando a tensão de entrada excede a tensão do lado DC. A corrente flui em pulsos curtos ao redor dos picos da forma de onda de fornecimento, em vez de suave ao longo de todo o ciclo. Esses pulsos contêm a energia que a carga precisa, e também contêm frequências que são múltiplos da frequência de fornecimento. Esses múltiplos são os harmônicos.
Carregadores modernos adicionam uma etapa de correção na frente do retificador. Ela molda a corrente de entrada para seguir a forma de onda de tensão, o que reduz substancialmente os harmônicos. É por isso que o assunto importa menos do que para equipamentos antigos e por que ainda importa: a correção é imperfeita e precisa se manter em toda a faixa de carga, e não apenas no ponto de projeto.
Quando a correção é mal executada ou é derrotada em carga leve, os harmônicos retornam. Um local operando muitas unidades em baixa saída pode, portanto, apresentar distorção de corrente pior do que o mesmo local operando menos unidades em alta saída, o que é contraintuitivo e frequentemente negligenciado na comissionamento.
THD e THDi não são o mesmo número
Distorção harmônica total, escrita sem subscrito, geralmente se refere à tensão. Ele descreve o quanto a forma de onda da tensão de alimentação se afastou de um seno puro. Distorção harmônica total da corrente, escrita com um i, descreve a forma da corrente que o equipamento consome.
Os dois são relacionados, mas não intercambiáveis, e a relação depende da impedância da fonte. Um carregador com alta distorção de corrente conectado a uma fonte rígida produz apenas uma pequena distorção de tensão. O mesmo carregador em uma fonte fraca, na ponta de um cabo longo, produz um muito maior. É por isso que um produto pode atingir seu valor de distorção de corrente e ainda assim causar um problema de voltagem em determinado local.
A regra prática é que a especificação do equipamento descreve o que o equipamento faz, e a pesquisa do local descreve o que o local experimenta. Uma citação que lista apenas um dos dois números está respondendo metade da pergunta.
Duas Definições de Fator de Potência
O fator de potência é a potência real dividida pela potência aparente. Quando tanto a tensão quanto a corrente são sinusoidais, essa razão é igual ao cosseno do ângulo de fase entre eles, e as duas definições coincidem. Quando a corrente é distorcida, elas divergem.
O fator de potência de deslocamento considera apenas os componentes fundamentais e ignora distorção. O verdadeiro fator de potência, às vezes chamado de fator de potência total, inclui a distorção e, portanto, é menor. Uma unidade pode reportar um fator de potência de deslocamento muito próximo da unidade, enquanto seu fator de potência real é significativamente menor, e a diferença é suportada por correntes harmônicas que ainda precisam passar pela fonte.
Essa distinção importa tanto no medidor quanto no transformador. As contas de utilidade pelo fator de potência real, independentemente de nomear dessa forma ou não. Uma folha de especificação citando o fator de potência de deslocamento não está errada, mas responde a uma pergunta diferente daquela feita pelo projeto.