La valeur maximale et effective des harmoniques
Lorsqu’on parle du pic des courants harmoniques, il est essentiel de d’abord comprendre les principes fondamentaux des harmoniques. La valeur efficace (valeur efficace) d'une harmonique décrit la puissance moyenne de la composante harmonique sur une période, reflétant la mesure équivalente dans laquelle l'harmonique provoque des effets de chauffage dans le système. Cependant, le pic d'une harmonique (la valeur maximale instantanée) est déterminé par son amplitude, qui correspond au point le plus élevé d'une forme d'onde sinusoïdale complète.
Dans le contexte des systèmes électriques et d'autres domaines de traitement du signal, si les valeurs efficaces des harmoniques sont les mêmes, à mesure que l'ordre harmonique (fréquence) augmente, en fonction des propriétés de l'onde sinusoïdale, son pic devient en effet plus élevé. En effet, pour les ondes sinusoïdales de fréquences plus élevées, la même quantité d'énergie est distribuée sur un intervalle de temps plus court, ce qui implique un taux de changement plus rapide par unité de temps, ce qui entraîne des valeurs de crête instantanées plus élevées.
Par exemple, supposons que l’onde fondamentale et une harmonique d’ordre élevé aient toutes deux une valeur efficace de Vrms. Alors:
Vcrête = √2 * Vrms.
Pour les harmoniques, si nous supposons qu'il y a n harmoniques avec des valeurs efficaces identiques de Vrms et que la m-ème harmonique a une fréquence qui est m fois celle de la fréquence fondamentale, alors l'amplitude maximale de la m-ème harmonique peut également être calculée. en utilisant la formule ci-dessus :
Vpeak_m = √2 * Vrms_m.
Or, même si la valeur efficace du courant harmonique total est constante, le pic d'une harmonique individuelle n'augmente pas uniquement en raison d'une augmentation de la fréquence. Cependant, dans le cas du courant harmonique total, en raison de la nature évolutive rapide des harmoniques haute fréquence, celles-ci peuvent atteindre leurs niveaux de crête individuels plusieurs fois sur une courte durée, ce qui augmente la probabilité que le courant harmonique total global ait un pic instantané plus important que lorsque seules des harmoniques d'ordre inférieur sont présentes.
En supposant que le courant harmonique total est la somme de toutes les composantes harmoniques :
Dans ce processus de superposition, alors que chaque harmonique maintient une valeur efficace fixe, les harmoniques d'ordre élevé, en raison de leur taux de changement plus rapide, pourraient simultanément atteindre leurs niveaux de pointe à un instant spécifique, provoquant ainsi que le pic instantané du courant harmonique total soit plus élevé que lorsque seules les harmoniques de rang inférieur sont prises en compte.
Il est important de noter que la discussion ci-dessus est basée sur un modèle idéalisé. Dans les systèmes électriques réels, les problèmes d'harmoniques doivent également prendre en compte des facteurs tels que les caractéristiques non linéaires des dispositifs et les performances des filtres, qui peuvent influencer les niveaux de crête de courant harmonique réels.
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