Origine des harmoniques
Les dispositifs générateurs d’harmoniques sont présents dans tous les secteurs industriels, tertiaires et domestiques. Les harmoniques sont le fait d’une charge non-linéaire (le courant qu’elle absorbe n’a pas la même forme que la tension qui l’alimente).
Exemples de charges non-linéaires :
- les équipements industriels (machines à souder, fours à arc, fours à induction, redresseurs),
- les variateurs de vitesse pour moteurs asynchrones ou moteurs à courant continu,
- les onduleurs,
- les appareils de bureautique (ordinateurs, photocopieurs, fax, etc.),
- les appareils domestiques (TV, fours micro-ondes, éclairage néon...),
- certains équipements avec saturation magnétique (transformateurs).
Perturbations induites par les charges non-linéaires : courant et tension harmoniques
L’alimentation de charges non-linéaires génère des courants harmoniques, circulant dans le réseau. La tension harmonique est due à la circulation du courant harmonique dans les impédances des circuits d’alimentation (ensemble transformateur et réseau, dans le cas de la Figure M3).
L’impédance inductive d’un conducteur augmente en fonction de la fréquence du courant qui le parcourt. A chaque courant harmonique de rang h correspond donc une impédance de circuit d’alimentation Zh.
Le courant harmonique de rang h va créer à travers l’impédance Zh une tension harmonique Uh, avec Uh = Zh x Ih, par simple application de la loi d’Ohm. La tension en B est donc déformée. Tout appareil alimenté à partir du point B recevra alors une tension perturbée.
Cette déformation sera d’autant plus forte que les impédances du réseau sont importantes, pour un courant harmonique donné.
Circulation des courants harmoniques dans les réseaux
Tout se passe comme si les charges non-linéaires réinjectaient un courant harmonique dans le réseau en direction de la source.
Les Figures M4 et M4b présentent la vue d’une installation polluée par les harmoniques considérant tout d’abord l’installation parcourue par le courant de fréquence 50 Hz (voir Fig. M4), auquel se superpose l’installation parcourue par le courant harmonique de rang h (voir Fig. M4b).
