Harmoniques du générateur: Causes, Effets, et méthodes d’atténuation

Un générateur délivre un courant continu, lisse, et approvisionnement électrique à long terme en l’absence de réseau électrique principal. Les appareils avancés peuvent perturber cette énergie propre grâce à harmoniques du générateur. Ceux-ci sont immédiats, fluctuations électriques créées par des charges électriques variables, y compris les lecteurs en constante évolution, serveurs, et systèmes UPS.

Ces harmoniques peuvent endommager les appareils sensibles, surchauffer les alternateurs électromagnétiques, et diminuez la durée de vie de votre générateur. Dans cet article de HuaQuan, vous découvrirez les principales causes des harmoniques, ainsi que leurs conséquences sur vos circuits. De plus, vous découvrirez également les méthodes de fabrication modernes utilisées pour éviter ces harmoniques.

Que sont les harmoniques du générateur?

Si vous souhaitez comprendre le concept d'harmoniques du générateur, il faut connaître les bases d'un signal AC. Dans le système de réseau électrique principal, le courant alternatif fournit une alimentation à une fréquence optimale (par ex., cette fréquence est 60 Hz en Amérique du Nord et 50 Hz en Europe). Les vagues offrent un excellent débit à cette fréquence.

Essentiellement, harmoniques sont en supplément, ondes sinusoïdales non requises qui ont une fréquence plus élevée que les ondes requises et existent en synchronisation avec les ondes de base. Ces ondes indésirables fonctionnent à des multiples des signaux de fréquence de base. Par exemple, si tu as un 60 Système générateur Hz, vous verrez que la 5ème onde harmonique fonctionne à 300 Hz, alors que la 7ème harmonique fonctionne à 420 Hz, bien supérieure à la fréquence requise.

Ces ondes de fréquence accrue dominent le 60 Système Hz et créer un système unifié, ondes électriques déformées. Vous pouvez mesurer la fluctuation exacte comme Distorsion harmonique totale ou THD. La distorsion accrue signifie une, signaux électriques instables.

Dans de rares cas, le générateur provoque ces harmoniques en raison d'un enroulement et d'une isolation incorrects. Dans la majorité des cas, la cause première est l'équipement connecté qui provoque une distorsion dans les ondes de fréquence primaires.

Causes des harmoniques du générateur

Les principales raisons de la création d'harmoniques du générateur incluent les charges électriques dispersées sur le générateur.. Les charges linéaires sont normales, qui sont tirés d'une ampoule ou d'un radiateur. Dans des conditions normales, le courant électrique extrait du générateur dépend exactement de la valeur de la tension requise pour le site. Par conséquent, la forme d'onde de sortie s'aligne sur les signaux sinusoïdaux de tension requis.

Dans le monde technologique d’aujourd’hui, il existe de nombreux appareils et équipements qui fonctionnent avec des signaux électriques déformés ou non linéaires. Ces appareils ne fonctionnent pas correctement et fonctionnent en utilisant du courant à hautes fréquences.. En conséquence, il forme des harmoniques de générateur de signaux de fréquence plus élevée et fonctionne en envoyant des signaux déformés dans le réseau du générateur.

Les sources courantes de ces harmoniques variables sont celles associées aux équipements ou appareils qui convertissent le courant alternatif en courant continu.. Les machines les plus courantes sont les suivantes:

• Variateurs de fréquence (VFD): Les applications incluent le contrôle de la vitesse équilibrée des moteurs électriques industriels. Les VFD sont responsables de la création d'harmoniques de 5e et 7e générateur dans l'alimentation..
• Redresseurs et onduleurs: Les applications incluent les systèmes UPS, panneaux solaires, et systèmes de recharge basés sur les véhicules électriques.
• Alimentations à découpage (SMPS): Les applications incluent des ordinateurs avancés, serveurs modernes, Pilotes de LED, et électronique domestique.

Parfois, la propre disposition du générateur provoque ces harmoniques. Aussi, il décide comment ces harmoniques affecteront l'alimentation électrique. Générateurs sont des alternatives à l'approvisionnement du réseau principal, ayant une grande capacité de résistance au flux de courant.

Lorsque vous tirez une charge dispersée du générateur, il montre plus de résistance et entraîne des longueurs d'onde déformées. Cette situation sera complètement différente dans le raccordement au réseau électrique principal en raison d'une impédance moindre.. Ainsi, votre site peut fonctionner normalement sur la charge du réseau principal mais afficher les harmoniques du générateur lors de la consommation d'énergie du générateur.

Effets des harmoniques du générateur sur les systèmes électriques

Vous ne pouvez pas ignorer ces harmoniques car elles entraîneront de graves dommages. L'événement rare de ces harmoniques entraînera une série continue de pannes de machines. Les dommages affecteront à la fois le générateur et les appareils à fréquence variable connectés..

D'abord, les harmoniques nuisent aux performances de base des générateurs. Les ondes harmoniques à fréquence accrue entraînent un effet appelé effet cutané.. Dans ce cas, ces fréquences plus élevées poussent les électrons vers les revêtements extérieurs en cuivre. Cette poussée forcée augmente l'impédance du fil. Cela provoque des pertes de chaleur plus élevées en permettant au courant de traverser le système..

Cet échauffement excessif fait fondre l'isolation des fils à l'intérieur de l'alternateur. Par conséquent, cela diminue la durée de vie du générateur. De plus, les harmoniques déformées peuvent produire des champs magnétiques opposés à l'intérieur du stator. Cela provoque un stress physique, vibrations plus élevées, et l'inefficacité du carburant.

Les harmoniques à fréquence variable ont également de graves effets sur vos équipements et appareils électroménagers.. Par exemple, certains de vos appareils électroménagers fonctionnent bien 60 Hz uniquement pour un travail fluide. Les harmoniques peuvent également provoquer le déclenchement de vos circuits de nulle part.

Si vous ne gérez pas les harmoniques, ils entraînent des comportements non conformes à la réglementation. Des entreprises de premier plan, comme l'IEEE, donner clairement des seuils de puissance, comme IEEE 519 conformité aux normes. Les utilisateurs qui réinjectent délibérément des harmoniques dans le système de génération peuvent faire face à des conséquences juridiques et à des sanctions de la part des centrales électriques..

Méthodes pour gérer les harmoniques du générateur

Vous ne pouvez pas supprimer les charges électriques variables des machines avancées. Mais les fabricants de générateurs peuvent gérer le fonctionnement des générateurs pour réduire les risques d'harmoniques du générateur et éviter d'endommager vos appareils..

La solution comprend l'utilisation de filtres atténuant les harmoniques, avoir deux types différents.

• Filtres passifs: Inclure des condensateurs et des inductances de tailles spécifiques. Ils sont connus sous le nom de pièges électriques pour capturer les fréquences harmoniques diffusées avant qu'elles ne parviennent au générateur.. Par exemple, les filtres passifs peuvent détecter et piéger les signaux de 5ème harmonique des VFD.
• Filtres actifs: Inclure des microprocesseurs modernes dotés d’une technologie avancée. Ils inspectent les lignes d'ondes atteignant le générateur. Chaque fois qu'il y a une onde harmonique, ils produisent exactement la même onde anti-harmonique pour annuler l'effet de distorsion.

Vous pouvez également envisager des modifications de conception et de disposition dans l’ingénierie des générateurs.. Si vous installez des alternateurs de haute qualité, ils utiliseront un spécifique 2/3 pas conçu à l'intérieur du stator. Cette modification spécifique du bobinage en cuivre détruit automatiquement l'onde harmonique de 3ème et ses multiples entrants.. Ces harmoniques sont également appelées harmoniques triples et sont mortelles pour le système car elles se rassemblent dans le fil neutre et génèrent un échauffement excessif..

Quand les ingénieurs postulent correction du facteur basée sur la puissance, ils doivent le faire de manière critique. Ils doivent utiliser les condensateurs avec une extrême prudence. Parce que les batteries de condensateurs peuvent optimiser les fréquences harmoniques, conduisant à des ravages. Si les constructeurs veulent réduire leurs chances, ils doivent installer des réacteurs désaccordés lorsqu'ils intègrent des condensateurs. Il appliquera leur Facteur de puissance en toute sécurité.

Enfin et surtout, le suivi et l'évaluation des sites et les systèmes de secours sont nécessaires. Vous devez installer des systèmes de suivi et des analyseurs sur vos sites pour obtenir des informations en temps réel. Vous serez en mesure de détecter les pics non linéaires dans le temps.

Meilleures pratiques pour minimiser les harmoniques dans les générateurs

L'intégration de filtres est une excellente option. Si vous souhaitez connaître la stratégie à long terme pour éviter ces harmoniques, vous devez introduire un système hautement actif lors de l'installation d'un générateur.

Lorsque vous installez votre système de sauvegarde, augmenter la taille du fil neutre. Ce sera une mesure de sécurité stricte. Généralement, le 3ème, 9ème, et les 15èmes vagues d'harmoniques n'annulent pas l'effet. Plutôt, ils se combinent pour donner un effet unifié et retournent au fil neutre.

Le fil neutre devra transporter une quantité de courant supplémentaire par rapport à la situation normale. Lorsque vous utilisez un fil neutre de grande taille, cela empêchera le courant supplémentaire de provoquer des courts-circuits et des incendies.

Vous devez assurer un bon équilibre de charge sur le générateur. Essayez de donner des charges non linéaires réparties également sur les trois phases. S'il y a un déséquilibre, ça va détériorer la situation, et la forme d'onde résultante sera dispersée.

Vous devez également accorder de l'importance à la maintenance planifiée et à la mise à niveau des systèmes.. Si vous rénovez votre installation avec des lumières LED supplémentaires et des ampoules esthétiques, vous devez mettre à niveau votre système électrique, aussi. Contactez un ingénieur professionnel pour obtenir des conseils d'experts sur la mise à niveau de puissance. Cela aidera votre générateur à répondre à vos nouveaux besoins en énergie.

Note finale!

Harmoniques du générateur sont une menace cachée pour vos sources d'alimentation de secours coûteuses. Ils peuvent endommager même les systèmes de génération les plus efficaces. En fait, les sites modernes intègrent des appareils et équipements électriques qui fonctionnent à des fréquences variables et conduisent à des harmoniques du générateur. Si tu ne gères pas ces ondes déformées, cela endommagerait tout le système. Si vous pratiquez des mesures préventives appropriées et préférez un entretien programmé des générateurs, vous pouvez facilement éviter leurs conséquences.

Protégez votre installation de l'énergie sale

Ne laissez pas les ondes électriques dispersées perturber toute votre alimentation de secours. Cela endommagera également vos appareils sensibles et vos équipements critiques.. Avez-vous besoin de l’analyse harmonique récente de votre générateur, ou souhaitez-vous intégrer des filtres d'harmoniques dans votre système? Dans les deux cas, nos ingénieurs professionnels chez Huaquan sont disponibles à votre service. Contactez-nous aujourd'hui.