Calcolatore di THD e TDD

Calcola la distorsione armonica totale di tensione o di corrente, oppure la distorsione totale di domanda della corrente, dal valore efficace di ogni armonica.

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Valori di esempio
Che cosa vuoi calcolare?
Distorsione
Valori misurati

Valore efficace, componente a 50 o 60 Hz

V

Valore efficace, componente a 50 o 60 Hz

A

Nel punto di accoppiamento comune

A

Un ordine e un valore efficace per riga, per esempio 5: 12. Ordini da 2 a 50, nella stessa unità della fondamentale.

THD di corrente

14,97%

Dagli ordini armonici 5, 7, 11.

Contenuto armonico, somma quadratica
14,97 A
Valore efficace totale, fondamentale e armoniche
101,1 A
Armonica maggiore
Armonica di ordine 5, 12 A
0%5%10%15%20%3579111315

Gli ordini non inseriti valgono zero.

Come viene calcolato
  1. IH = √(Σ Ih²)=√(12² + 8² + 4²)=14,97 A
  2. THD = IH ÷ I1 × 100=14,97 ÷ 100 × 100=14,97%

Le armoniche, per un totale di 14,97 A efficaci, rispetto a una componente fondamentale pari a 100 A, danno THD di corrente del 14,97%. La maggiore è Armonica di ordine 5.

Suggerimento: Il TDD divide per la corrente di domanda massima: un sito poco caricato può mostrare un THD alto e un TDD basso. I limiti di corrente IEEE 519 sono espressi in TDD.

Come calcolare THD e TDD

La distorsione armonica totale (THD) confronta il contenuto armonico di una tensione o di una corrente con la sua componente fondamentale. Eleva al quadrato il valore efficace di ogni armonica, somma, estrai la radice quadrata e dividi per la fondamentale. Armoniche di 12, 8 e 4 A su una fondamentale di 100 A danno √(12² + 8² + 4²) = 14,97 A, un THD di corrente del 14,97%.

Contenuto armonico

XH = √(X22 + X32 + … + X502)

Le armoniche si sommano come radice della somma dei quadrati, non come somma semplice, perché sono a frequenze diverse. Gli ordini che non inserisci contano come zero.

THD

THD = XH ÷ X1 × 100

X1 è il valore efficace della fondamentale, la componente a 50 o 60 Hz. La stessa formula vale per tensione e corrente.

TDD

TDD = IH ÷ IL × 100

La distorsione totale di domanda divide la corrente armonica per la corrente di carico di domanda massima IL nel punto di accoppiamento comune, invece che per la fondamentale presente. IEEE 519 esprime i limiti di distorsione di corrente in TDD; IL è un riferimento di corrente di domanda stabilito con il metodo applicabile, non la corrente di targa di un apparecchio.

Valore efficace totale

XRMS = √(X12 + XH2)

Il vero valore efficace che legge un contatore, ed è ciò che scalda cavi e trasformatori.

Esempi: distorsione armonica totale

THD di tensione su un’alimentazione a 230 V

Un analizzatore di qualità dell’energia indica 2,3 V di 3ª, 6,9 V di 5ª e 4,6 V di 7ª armonica su una fondamentale di 230 V. Il contenuto armonico è 8,606 V, un THD di tensione del 3,742%. Quella sola lettura è sotto l’8% in bassa tensione di EN 50160, ma non stabilisce la conformità: la norma si applica ai morsetti di fornitura su una settimana definita di valori da 10 minuti, comprende le armoniche fino all’ordine 40 e verifica anche le singole armoniche. IEEE 519 valuta il punto di accoppiamento comune con le proprie regole di misura.

THD di tensione 3,742 % Apri nella calcolatrice

La stessa corrente, come THD e come TDD

Una linea che porta 40 A di fondamentale ha 14,97 A di armoniche: un THD di corrente del 37,42%, che sembra allarmante.

La corrente di carico di domanda massima stabilita nel punto di accoppiamento comune è però 400 A, quindi il TDD è 14,97 ÷ 400 = 3,742%. Il TDD riferisce queste armoniche a quel riferimento di corrente di domanda, non alla fondamentale di 40 A misurata a carico ridotto; né una sola lettura né questo rapporto da soli determinano la conformità a IEEE 519.

THD di corrente 37,42 % Apri nella calcolatrice

Perché le armoniche non si sommano direttamente

Sommare 12, 8 e 4 A farebbe pensare a 24 A di armoniche. Su un’alimentazione a 50 Hz sono a 250, 350 e 550 Hz, quindi si combinano come √(144 + 64 + 16) = 14,97 A. Il THD è 14,97%, non 24%.

THD di corrente 14,97 % Apri nella calcolatrice

THD dalla 5ª e dalla 7ª armonica

Le due armoniche più grandi di un raddrizzatore a sei impulsi sono la 5ª e la 7ª. La tabella mostra il THD che producono insieme, ciascuna come percentuale della fondamentale.

THD dalla 5ª e dalla 7ª armonica, valori in % THD
5ª (% della fondamentale)7ª allo 0% (% THD)7ª al 5% (% THD)7ª al 10% (% THD)7ª al 15% (% THD)
55,07,111,215,8
1010,011,214,118,0
1515,015,818,021,2
2020,020,622,425,0
2525,025,526,929,2
3030,030,431,633,5
4040,040,341,242,7

Scarica questa tabella (CSV)

Domande su distorsione armonica totale

Quale THD è accettabile?

Per i morsetti di fornitura in bassa tensione, EN 50160 indica un THD di tensione dell’8% per le armoniche fino all’ordine 40, alle sue condizioni di misura settimanali su valori da 10 minuti, insieme ai limiti delle singole armoniche. IEEE 519-2022 si applica nel punto di accoppiamento comune con le proprie regole di valutazione di tensione e corrente; i suoi limiti di TDD di corrente dipendono dal rapporto tra corrente di cortocircuito e corrente di carico di domanda massima. Questo calcolatore da solo non può stabilire la conformità a nessuna delle due norme.

Qual è la differenza tra THD e TDD?

Il THD divide per la fondamentale presente in quel momento; il TDD divide per la corrente di carico di domanda massima stabilita nel punto di accoppiamento comune. Sono uguali solo quando quelle correnti al denominatore sono uguali. IEEE 519 usa il TDD per i limiti di distorsione di corrente in quel punto.

Quali carichi producono armoniche?

Tutto ciò che assorbe corrente a impulsi invece che in modo continuo: azionamenti a velocità variabile, raddrizzatori, driver LED, alimentatori a commutazione, gruppi di continuità e caricabatterie per veicoli elettrici senza stadio di ingresso attivo. Negli azionamenti a sei impulsi prevalgono la 5ª e la 7ª.

Perché le armoniche contano nella correzione del fattore di potenza?

I condensatori abbassano l’impedenza della rete alle alte frequenze e possono risuonare con l’alimentazione su un’armonica. Dove il THD è rilevante, la correzione richiede batterie disaccordate, e il calcolatore della correzione del fattore di potenza va usato con il fattore di potenza di spostamento.

Limiti di questo risultato

  • Ogni grandezza inserita deve essere un valore efficace, nella stessa unità e riferita alla stessa finestra di misura e allo stesso punto.
  • Interarmoniche, subarmoniche, angoli di fase, regole di aggregazione, banda dello strumento, finestratura e incertezza di misura restano fuori da questo calcolo.
  • I limiti di tensione e di corrente IEEE 519 si applicano nel punto di accoppiamento comune pertinente e richiedono il contesto della rete; questo strumento non classifica la conformità.
  • Per il TDD di corrente, la corrente di carico di domanda massima non è la corrente fondamentale istantanea e va stabilita con il metodo di misura applicabile.

Misuralo continuamente

Un ZEM registra l’andamento di corrente e tensione del circuito insieme al carico. Misura le grandezze armoniche con uno strumento di qualità dell’energia adatto: i soli andamenti del valore efficace non mostrano il THD e non provano quale carico l’abbia causato.

Guide correlate

Fonti

  1. IEEE 519-2022: Standard for Harmonic Control in Electric Power Systems (si apre in una nuova scheda) IEEE Standards Association, published 2022-08-05
  2. Total harmonic distortion (si apre in una nuova scheda) IEEE Technology Navigator, accessed 2026-09-14