Les harmoniques en courant et en tension
en effet, les plus courantes de ces charges sont les démarreurs ou variateurs associés aux moteurs ou machines tournantes, composés de composants électroniques de puissance.
Principe de fonctionnement
En général, le filtre passif est accordé sur un rang d'harmonique proche de l'harmonique à éliminer. Plusieurs branches de filtres en parallèle peuvent être utilisées lorsque l'on souhaite une réduction forte du taux de distorsion sur plusieurs rangs.
Les principales raisons des distorsions harmoniques sont les caractéristiques de charge non linéaire et de non-linéarité des composants électroniques. La charge non linéaire change l'impédance avec la tension d'entrée appliquée. Cela conduit à des distorsions qui se développeront dans le signal de sortie.
L'une des solutions destinées à déceler la présence d'harmoniques est le calcul du THD, taux de distorsion harmonique. Il en existe 2 sortes : en tension (apparaît à la source) ou en courant (dû aux charges). Lorsque le THD est égal à zéro, on peut conclure qu'il n'y a pas d'harmoniques sur le réseau.
Principaux générateurs d'harmoniques: ce sont les démarreurs électroniques, les variateurs de vitesse et convertisseurs de fréquence, onduleurs, alimentations à découpage, lampes à décharge, ordinateurs, téléviseurs, etc ...
Décomposition d'un signal On appelle la pollution harmonique la déformation subit par un signal sinusoïdale, mais que représente un harmonique.
De même, les tensions harmoniques sont les composantes sinusoïdales d'une tension électrique périodique décomposée en série Fourier. Les courants harmoniques sont dus à la présence de charges électriques non linéaires dans un réseau électrique.
En physique, un harmonique est l'élément de décomposition primaire d'une fonction périodique exprimé dans la base de Hilbert. En d'autres termes, un harmonique correspond à une fonction trigonométrique sinusoïdale (sinus ou cosinus) dont la fréquence est un multiple de la fréquence de la fonction périodique décomposée.
Un filtre EMI est un dispositif combinant un inducteur passif, une résistance et des composants de condensateur qui créent une topologie de filtre capable de supprimer une bande de fréquences de signaux dans un circuit.
Principe de fonctionnement: le filtre
Le filtre est composé de selfs (inductances) et de condensateurs. Il bloque les parasites haute fréquence (HF). Ainsi il "lisse" la tension pour délivrer un signal compatible avec les équipements électroniques sensibles. En aval, le courant électrique est débarrassé des parasites.
Pour un haut-parleur de 4 Ohms, divisez la valeur de chaque résistance par 2. Pour un haut-parleur de 16 Ohms, doublez la valeur de chaque résistance.
Ce taux de distorsion harmonique correspond au rapport entre la réelle valeur efficace de l'harmonique d'un signal (U ou I) et sa valeur efficace à la fréquence du fondamental. Exemple de relevé de signaux effectués sur une lampe basse consommation d'énergie.
Le taux de distorsion harmonique totale ( (en) THD Total Harmonic Distortion) se définit comme le rapport entre la valeur efficace de l'ensemble des composantes harmoniques et la valeur efficace globale. où vh est la valeur efficace de l'harmonique de rang h.
Le facteur de puissance désigne le rapport entre la puissance réelle exprimée en kilowatts (kW) et la puissance apparente exprimée en kilovoltampères (kVA). Plus une installation utilise la puissance de façon optimale, plus ce facteur s'approchera de l'unité.
La fréquence correspond au nombre de motifs par seconde.
On la note f : f = 1 / T avec T en s. La fréquence f s'exprime en Hertz (Hz). Ici : f = 1 / 30 = 0,033 Hz.
Un dipôle est dit non linéaire si la fonction F qui relie l'intensité qui le traverse à la tension qui lui est appliquée ne vérifie pas la relation : F(α x1 + βx2) = α F(x1) + β F(x2) α et ß étant des nombres réels ou complexes.
La présence d'harmoniques dans les systèmes électriques signifie que le courant et la tension sont déformés et s'écartent de formes d'ondes sinusoïdales. Les courants harmoniques sont causés par des charges non linéaires connectées au système de distribution.
On parle de "fuite à la terre" lorsque un courant électrique s'écoule à travers un tracé non-prévu, vers la terre, ou vers des éléments conducteurs (structures métalliques, dans le monde de l'architecture, carcasses d'appareils électriques, dans le monde électroménager...).
Pour supprimer le voisinage il suffit tout simplement de consigner l'installation. La suppression du voisinage peut aussi être obtenue par la mise en place d'un écran. Cet écran peut être constitué d'une nappe isolante ou même d'une tôle reliée à la terre.
Percez un trou a chaque extrémité des condensateurs pour que les fils ressortent de l'autre coté du contreplaqué pour les soudures aux autres éléments. Ajoutez deux trous de chaque coté au milieu du condensateur pour un collier plastique de fixation. Les résistances se fixent comme les condensateurs.
Pour un caisson de basse, on réalise un filtre où la fréquence de coupure est ajustable entre 25 et 300 Hz environ. Filtre actif passe bas réglable de 21 à 342 Hz environ. Ce sont des valeurs typiques.
Le filtrage antiparasite des circuits électroniques permet de réduire les perturbations conduites associées. Ces filtres sont dimensionnés pour rendre un équipement électronique conforme aux normes régissant la compatibilité électromagnétique.