THÃSE - UniversitÃ© Ferhat Abbas de SÃ©tif

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1.2 Réduction de la pollution harmonique 1.2.5 Les filtres actifs Les inconvénients inhérents aux filtres passifs (non adaptatif aux variations de la charge et du réseau, phénomène de résonance) et l’apparition de nouveaux composants semi-conducteurs, comme les thyristors GTO et les Transistors IGBT, ont conduit à concevoir une nouvelle structure de filtres appelée filtres actifs de puissance (A.P.F. 4 ). Le but de ces filtres est de générer soit des courants, soit des tensions harmoniques de manière à ce que le courant et la tension du réseau soient rendus sinusoïdaux et parfois avec un facteur de puissance unitaire. Le filtre actif est connecté en série, en parallèle, en combinant ces deux dernières structures ensembles ou associé avec des filtres passifs en fonction des grandeurs électriques harmoniques (courants ou tensions) à compenser [7 Aka] [8 Ala]. Les avantages de ces filtres actifs par rapport aux filtres passifs sont les suivants [9 Ama] : le volume physique du filtre est plus réduit. la capacité de filtrage est supérieure. la flexibilité et adaptabilité sont très supérieures. Pourtant, ils présentent quelques inconvénients : Leur coût élevé a limité leur implantation dans l’industrie. Les pertes sont plus élevées. Deux types de convertisseurs connus dans la littérature constituent l’APF : convertisseur à source de courant (CSI) ou à source de tension(VSI). Bien que la première structure est suffisamment fiable, elle présente des pertes élevées et nécessite d'une importante et coûteuse inductance. De plus, elle ne peut être utilisée dans des applications multi-niveaux pour améliorer les performances avec un coût acceptable. Cependant, la deuxième structure en tension d’APF, où le bus continu est équipé d’un condensateur représentant l’élément de stockage, est surement la plus répandue car moins onéreuse, plus légère et extensible à des applications multi-niveaux. Ainsi, pour la suite nous ne présentons que les différentes structures d’APF avec source de tension en entrée. 1.2.5.1 Filtre actif série Le but du filtre actif série est de créer une impédance en série avec le réseau qui sera nulle pour le fondamental et de valeur élevée pour les harmoniques. Il est destiné à protéger les installations sensibles aux perturbations provenant du réseau telles que les harmoniques en tension, les surtensions, déséquilibres et creux de 4 A.P.F. :Acronyme en anglais de Active Power Filter. 28
Chapitre 1. Etat de l’art : pollution harmonique, solutions de dépollution tension. En revanche, le filtrage série ne permet pas de compenser les courants harmoniques consommés par la charge. En plus, ce filtre nécessite une protection complexe contre les courts-circuits des réseaux. En effet, lors d’un court-circuit côté réseau, ce dernier peut être amené à supporter tout le courant de court-circuit. vrés irés vf ich vch Charge N.L APF Vdc FIG.1.10- Filtre actif série. 1.2.5.2 Filtre actif parallèle Sur la figure 1.11 apparaît le synoptique d’un filtre actif parallèle. Le filtre actif est constitué d’un onduleur de tension et d’un filtre inductif en sortie. Ainsi, l’inductance en sortie de l’onduleur donne la nature de source de courant au filtre actif. Dans le cas où le réseau alimente plusieurs charges polluantes, il est préférable d’utiliser un seul filtre actif pour toutes les charges car, dans ce cas, le coût du filtrage est moindre. Cependant, lorsque la puissance des charges polluantes est élevée, la solution d’un filtre actif par charge s’avère nécessaire. Cette dernière méthode est bien sûr plus coûteuse mais elle possède l’avantage d’éviter irés ich Charge vrés vch N.L if APF Vdc FIG.1.11- Filtre actif parallèle. 29
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