Les téléviseurs ou les ordinateurs sont les principaux émetteurs d'harmoniques. En effet, ces appareils comportent des filtres capacitifs composés de diodes, bobines et condensateurs qui perturbent la tension du réseau.
La plupart des harmoniques en courant sont produites par des charges dites non linéaire. 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.
Du fait des impédances du réseau, ces courants harmoniques sont la cause de l'apparition d'harmoniques de tensions qui affectent alors les autres clients du réseau de distribution. Les courants harmoniques ont divers effets néfastes : augmentation des pertes, augmentation du bruit, interférences et couple vibratoire.
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.
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.
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 ...
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.
Les harmoniques
Donc un harmonique est un multiple entier d'une fréquence f. Par exemple si f vaut 10 Hz, l'harmonique 2 de f vaut 20 Hz, l'harmonique 3 vaut 30 Hz, h4 (harmonique de rang 4) vaut 40 Hz, h5 vaut 50 Hz et hn vaut n f (n fois la fréquence f).
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.
Décomposition d'un signal On appelle la pollution harmonique la déformation subit par un signal sinusoïdale, mais que représente un harmonique.
On peut souhaiter filtrer la tension secteur ou éviter d'émettre des parasites sur le secteur : dans ces deux cas, un filtre secteur est nécessaire. La fréquence du secteur (50Hz) étant très inférieure à la fréquence de découpage et ses harmoniques (>20kHz), on peut insérer un filtre entre le secteur et l'alimentation.
Une batterie de condensateurs est un ensemble de condensateurs réunis entre eux pour former un condensateur plus “important”. La batterie de condensateurs permet ainsi de compenser l'énergie réactive qui sert essentiellement à l'alimentation des circuits magnétiques des machines électriques.
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.
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.
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.
On appelle D la puissance dite "déformante". Cette puissance est liée à la présence d'harmoniques dans le courant ou la tension, c'est à dire au fait que l'un ou l'autre est non sinusoïdal. S2=V2(I2a+I2r)+V2(I22+I23+I24+...)
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.
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.
Le calcul d'un filtre passif consiste `a dimensionner ses éléments RLC. Ce calcul est plus au moins complexe en fonction de la complexité de sa configuration. Les param`etres pris en compte dans ce calcul sont souvent : 1.
Le port d'un casque de protection avec écran facial est obligatoire en cas de travaux électriques. Il protège l'électricien contre l'arc électrique de court-circuit et doit respecter plusieurs normes européennes telles que : EN 50365 : casque isolant qui protège jusqu'à 1 000 volts.
Courant de fuite : une déperdition du courant électrique vers la terre. Un courant de fuite correspond à une déperdition du courant électrique vers la terre ou vers des éléments conducteurs comme de l'eau ou un objet métallique. Il s'agit d'une anomalie au sein de l'installation électrique d'un logement.