Un chargeur DC se présente à la grille comme une charge non linéaire importante. Il ne tire pas le courant proportionnellement à la forme d’onde de tension ; elle bascule, redresse et régule, et le courant qu’il tire prend sa propre forme. Tout ce qui suit dans ce sujet est une conséquence de cette forme.
Le vocabulaire autour de celui-ci est limité mais fréquemment mal utilisé. La distorsion harmonique totale et la distorsion harmonique totale du courant sont des mesures différentes de choses différentes. Le facteur de puissance a deux définitions qui donnent des chiffres différents pour le même équipement. Savoir lequel est lequel transforme un élément de fiche technique en une spécification que vous pouvez réellement vérifier.
Pourquoi un redresseur tire un courant non sinusoïdal
Un simple redresseur ne conduit que lorsque la tension entrante dépasse celle du côté CC. Le courant circule en impulsions courtes autour des pics de la forme d’onde d’alimentation plutôt que de manière fluide sur tout le cycle. Ces impulsions contiennent l’énergie dont la charge a besoin, et elles contiennent aussi des fréquences qui sont multiples de la fréquence d’alimentation. Ces multiples sont les harmoniques.
Les chargeurs modernes ajoutent une étape de correction devant le redresseur. Il façonne le courant d’entrée pour suivre la forme d’onde de tension, ce qui réduit considérablement les harmoniques. C’est pourquoi le sujet importe moins qu’il ne l’était pour les équipements plus anciens et pourquoi il est toujours important : la correction est imparfaite, et elle doit tenir sur toute la plage de charge plutôt qu’au point de conception.
Lorsque la correction est mal exécutée ou détruite à faible charge, les harmoniques reviennent. Un site fonctionnant avec plusieurs unités à faible sortie peut donc présenter une distorsion de courant plus importante qu’un même site utilisant moins d’unités à haute sortie, ce qui est contre-intuitif et fréquemment manqué lors de la mise en service.
THD et THDi ne sont pas le même nombre
Distorsion harmonique totale, écrite sans indice, fait généralement référence à la tension. Il décrit la distance à laquelle la forme d’onde de tension d’alimentation s’est éloignée d’un sinus pur. La distorsion harmonique totale du courant, écrite avec un i, décrit la forme du courant que l’équipement tire.
Les deux sont liés mais non interchangeables, et la relation dépend de l’impédance de l’alimentation. Un chargeur à forte distorsion de courant, connecté à une alimentation rigide, ne produit qu’une faible distorsion de tension. Le même chargeur sur une alimentation faible, à l’extrémité d’un long câble, en produit un bien plus gros. C’est pourquoi un produit peut atteindre son chiffre de distorsion de courant tout en provoquant un problème de tension sur un site particulier.
La règle pratique est que la spécification de l’équipement décrit ce que fait l’équipement, et l’étude du site décrit ce que le site subit. Une citation qui ne liste qu’un des deux chiffres répond à la moitié de la question.
Deux définitions du facteur de puissance
Le facteur de puissance est la puissance réelle divisée par la puissance apparente. Lorsque la tension et le courant sont tous deux sinusoïdaux, ce rapport est égal au cosinus de l’angle de phase entre eux, et les deux définitions coïncident. Lorsque le courant est déformé, ils divergent.
Le facteur de puissance de déplacement ne considère que les composantes fondamentales et ignore la distorsion. Le vrai facteur de puissance, parfois appelé facteur de puissance total, inclut la distorsion et est donc plus faible. Une unité peut rapporter un facteur de puissance de déplacement très proche de l’unité tandis que son facteur de puissance réel est significativement plus bas, et la différence est supportée par des courants harmoniques qui doivent encore circuler dans l’alimentation.
Cette distinction est importante au compteur et au transformateur. Les factures d’électricité sont basées sur le facteur de puissance réel, que ce soit le nom ou non. Une fiche technique citant le facteur de puissance de déplacement n’est pas fausse, mais elle répond à une question différente de celle posée par la facture.