Les harmoniques sont des composants d'une forme d'onde dont la fréquence est un multiple entier de l'onde fondamentale. Pour onduleurs , le contrôle des harmoniques est un aspect clé pour garantir la qualité de la forme d'onde CA de sortie.
Causes de la génération d'harmoniques : Pendant le fonctionnement de l'onduleur, la commutation des dispositifs de commutation fera que la forme d'onde de sortie contiendra des harmoniques de différentes fréquences. Ces harmoniques peuvent provoquer des interférences avec les équipements de charge connectés et les systèmes électriques. Un contrôle des harmoniques est donc nécessaire pour réduire ou éliminer ces effets néfastes.
Modulation de largeur d'impulsion (PWM) : La modulation de largeur d'impulsion est l'un des principaux moyens de contrôle des harmoniques. En ajustant le rapport de temps marche-arrêt du dispositif de commutation, la modulation de largeur d'impulsion peut contrôler efficacement le contenu harmonique de la forme d'onde de sortie. L'onduleur génère un signal d'impulsion et contrôle la taille des harmoniques dans la forme d'onde de sortie en modifiant la largeur de l'impulsion.
Onduleur multi-niveaux : les onduleurs traditionnels adoptent généralement une structure à deux niveaux, c'est-à-dire que le niveau de la forme d'onde de sortie ne peut être que haut ou bas. Cependant, les onduleurs multiniveaux utilisent davantage de niveaux et peuvent réduire le contenu harmonique en introduisant des niveaux supplémentaires dans la forme d'onde de sortie. Ces technologies multi-niveaux incluent une technologie PWM multi-niveaux et une technologie de modulation de largeur d'impulsion multi-niveaux, qui peuvent contrôler plus finement la forme d'onde de sortie.
Conception du filtre : Le contrôle des harmoniques peut également être obtenu en utilisant des filtres harmoniques à la sortie de l'onduleur. Ces filtres sont généralement des filtres LC qui suppriment sélectivement des composants harmoniques spécifiques de la forme d'onde de sortie. La conception du filtre doit être soigneusement adaptée aux exigences de fréquence de fonctionnement et de charge de l'onduleur pour garantir une réduction efficace des harmoniques.
Surveillance et rétroaction des harmoniques : les systèmes avancés d'onduleurs de puissance sont souvent équipés de capacités de surveillance des harmoniques et de contrôle par rétroaction. En surveillant le contenu harmonique réel de la forme d'onde de sortie, le système peut ajuster la modulation de largeur d'impulsion et d'autres paramètres selon les besoins pour contrôler les niveaux d'harmoniques en temps réel. Ce système de contrôle en boucle fermée permet de s'adapter aux différentes charges et conditions de travail et de maintenir la stabilité de la forme d'onde de sortie.
Contrôle des pertes minimales : le contrôle des harmoniques doit également prendre en compte la perte de l'onduleur lui-même. Lors de la conception d'un onduleur, les ingénieurs doivent trouver un équilibre capable de contrôler les harmoniques tout en minimisant les pertes d'énergie dans l'onduleur lui-même. Cela implique d'optimiser la sélection des dispositifs de commutation, de réduire la fréquence de commutation et d'améliorer les systèmes de dissipation thermique.
