Réactances CA pour la réduction des harmoniques : THID attendu et paramètres de sélection

Les réactances CA peuvent réduire la distorsion du courant d'entrée d'environ 30 à 50 % dans des conditions de fonctionnement appropriées. Une réactance de ligne à 5 % d'impédance peut permettre d'atteindre une distorsion harmonique totale du courant (THID) d'environ 35 % à pleine charge, tandis que le facteur de puissance peut s'élever à 0,75–0,85 dans certaines installations. Les résultats réels dépendent du convertisseur, du profil de charge, de l'impédance du réseau d'alimentation et de la méthode de mesure.

Réduction des harmoniques par réactance CA : performances pratiques
Une réactance de ligne électrique ajoute une inductance en série entre l'alimentation et un variateur de vitesse (VFD). Cette inductance limite les pics de courant causés par la commutation du redresseur, réduisant ainsi l'injection d'harmoniques dans le réseau de distribution électrique.

Il convient de distinguer le pourcentage de réduction de la valeur finale de THID. Une mesure de THID à 35 % indique la distorsion restante, et non nécessairement une réduction de 35 % par rapport à la mesure initiale.

Adaptation de l'impédance aux conditions de fonctionnement
Impédance de 3 % : convient aux variateurs d'usage général nécessitant une réduction modérée des harmoniques et une protection à l'entrée.

Impédance de 5 % : souvent choisie pour une atténuation plus importante des harmoniques, à condition que la chute de tension résultante reste acceptable.

Impédance plus élevée : nécessite une évaluation minutieuse du couple de démarrage, de la tension du bus CC et des performances du variateur avant l'installation.

Choix de la réactance CA selon les applications
La réactance CA appropriée pour les installations de variateurs dépend de la puissance nominale du variateur, de la tension d'entrée, des variations de charge et de la chute de tension admissible. Le pourcentage d'impédance d'une réactance ne permet pas, à lui seul, de prédire les performances en matière d'harmoniques selon les différents systèmes.

Par exemple, une réactance de 5 % utilisée avec un redresseur à six impulsions à pleine charge peut donner des valeurs de THID différentes de celles obtenues avec la même réactance fonctionnant à charge partielle ou sur un réseau ayant une capacité de court-circuit différente.

Fonctions des réactances d'entrée et de sortie
Les réactances CA d'entrée sont installées en amont du variateur pour limiter le courant harmonique côté réseau et réduire les pics de courant de ligne. Une réactance CA de sortie est installée entre le variateur et le moteur, principalement pour réduire la montée en tension, atténuer certains effets haute fréquence et protéger l'isolation du moteur dans les installations appropriées.

Ces dispositifs remplissent des fonctions électriques distinctes. Une réactance de sortie ne doit pas être considérée comme un substitut à une réactance d'entrée lorsque l'objectif principal est de réduire les harmoniques de courant côté réseau. Vérification des performances harmoniques

Avant de spécifier des inductances de puissance (RC), les vérifications suivantes permettent de s'assurer que la réduction attendue est réaliste :

Mesurer le THID de référence au point de couplage commun sous une charge représentative.

Vérifier la topologie du redresseur du variateur, le courant nominal, la tension d'alimentation et l'impédance de l'inductance.

Comparer les mesures après installation dans des conditions de fonctionnement similaires.

Évaluer la chute de tension, l'élévation de température et les limites harmoniques applicables.

Pour les installations exigeant une conformité stricte aux normes harmoniques, une inductance de ligne seule peut ne pas suffire. Un filtre harmonique passif ou actif peut être nécessaire si la distorsion mesurée reste supérieure à la limite applicable.