Comment atténuer les harmoniques dans les systèmes électriques ?

Dans un système d’alimentation électrique, les harmoniques désignent essentiellement les multiples du courant ou de la tension à la fréquence de tension fondamentale. Chaque fois que vous regardez une forme d'onde et que ce n'est pas la forme sinusoïdale habituelle à laquelle vous vous attendez, cela signifie qu'il y a des harmoniques impliquées.

Quelles sont les causes des harmoniques ? Eh bien, les signaux AC peuvent être divisés en linéaires et non linéaires. Les systèmes non linéaires consomment de l'énergie sous forme d'impulsions courtes et soudaines, et ces impulsions perturbent les formes d'onde du courant, provoquant une distorsion.

Cette distorsion crée alors des harmoniques qui conduisent à des problèmes de qualité de l'énergie qui affectent la charge et le système de distribution. Les téléviseurs et autres appareils électroniques sont des exemples de systèmes de charge non linéaire.

Parlons maintenant des harmoniques électriques fondamentales. C'est là que le courant provient du générateur. La fréquence ici est connue sous le nom de fréquence fondamentale ou de première fréquence harmonique.

Il peut s'agir de 50 Hz ou de 60 Hz, selon les pays. Tous les systèmes électriques et électroniques sont conçus pour fonctionner correctement avec cette fréquence.

Lorsqu'il s'agit d'ordres d'harmoniques et de formes d'onde complexes :

• Harmoniques de second ordre : les formes d'onde ont une fréquence de 100 Hz, soit 50 Hz fois deux. Cela montre que les secondes harmoniques ont une fréquence deux fois supérieure à la fréquence fondamentale. Lorsque les harmoniques fondamentales atteignent zéro, elle atteint sa valeur haute et vice versa. 

Cela fait démarrer la deuxième harmonique dans le sens inverse, ce qui signifie qu’un courant inverse circule dans le circuit électrique. Ce courant affecte le moteur à induction en s'opposant au champ magnétique tournant, ce qui entraîne un couple mécanique inférieur à celui prévu. Ce type d’harmonique est également appelé séquence négative.

- Harmoniques de troisième ordre : Elle a une fréquence qui est trois fois supérieure à celle de l'harmonique fondamentale, soit 150 Hz. C’est vraiment dangereux. À partir de la forme d'onde, les courants des troisièmes harmoniques et des harmoniques fondamentales atteignent zéro en même temps et deviennent élevés à la même valeur mais à des points opposés.

Cela fait que les harmoniques créent un courant homopolaire, augmentant les tensions neutres dans le système électrique. L'augmentation de la tension neutre fait fonctionner le relais sur le disjoncteur. Ceci est causé par le courant de troisième harmonique, également connu sous le nom de triplens.

- Harmoniques du cinquième ordre : Il a une fréquence de 250 Hz et des caractéristiques similaires aux harmoniques du troisième ordre mais avec une fréquence de fonctionnement plus élevée.

L'analyse de la forme d'onde montre qu'une forme d'onde complexe est composée d'une combinaison d'harmoniques et de forme d'onde fondamentale, chacune avec ses propres angles de phase et valeurs de crête.

Les filtres harmoniques actifs sont très efficaces pour traiter et résoudre les problèmes d’harmoniques susmentionnés. Ils sont spécialement conçus pour détecter et contrecarrer les impacts négatifs causés par les harmoniques, garantissant ainsi une alimentation électrique plus stable et plus propre.

En filtrant activement les composants harmoniques, les filtres de puissance actifs contribuent à maintenir la qualité et l'intégrité du système électrique, en minimisant les perturbations et les dommages potentiels que les harmoniques peuvent entraîner. Leur application est cruciale dans diverses industries et systèmes électriques pour obtenir des performances et une fiabilité énergétiques optimales.

Si vous souhaitez en savoir plus sur les harmoniques ou si vous avez d'autres questions, n'hésitez pas à nous contacter ：sales@yt-electric.com à tout moment. Notre équipe de professionnels se consacrera à vous fournir une assistance.