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Teledyne LeCroy-Note d'application - Puissance-2 - Les Fondamentales de la Puissance Part II (F)
Après avoir passé en revue une définition large de l'énergie, la façon dont elle est produite et distribuée et la façon dont les moteurs consomment près de la moitié de toute l'énergie produite, nous allons maintenant passer à une discussion plus détaillée de ce que nous appelons l'" énergie ". Lorsque nous parlons d'" alimentation ", nous faisons généralement référence à ce qui sort d'une prise murale : Puissance de ligne AC, ou sinusoïdale.
| Nous désignons la tension secteur sinusoïdale AC par différents noms : Tension de réseau, tension domestique, ligne électrique, alimentation électrique, secteur, etc. C'est tous la même chose. Le plus souvent, le terme que nous entendons est "VAC" ou juste V. Ce que cela signifie vraiment est une tension nominale efficace (moyenne quadratique). Vous entendrez ces termes utilisés de façon interchangeable dans le contexte des discussions sur l'alimentation en courant alternatif. Les systèmes monophasés à courant alternatif peuvent comporter deux ou trois fils. Ici, aux États-Unis, le système typique de 115 V comporte deux fils, tandis qu'un système de 240 V comporte deux fils chauds et une ligne neutre. Le câblage triphasé peut être composé de trois ou quatre fils. Les systèmes multiphasiques peuvent comporter plus de trois phases ; ce n'est pas quelque chose que les services publics fournissent habituellement, mais cela pourrait être réalisé localement avec une certaine forme de conversion de l'énergie. Le plus souvent, quatre à six phases entrent en jeu pour des raisons de redondance dans les applications militaires/aérospatiales, de sorte que même si une phase (ou deux) échoue, le système reste opérationnel. Lorsque les ingénieurs mesurent la tension sinusoïdale CA, il est important d'établir un point de référence. Dans un système monophasé ou biphasé, la mesure est généralement effectuée contre une ligne neutre. Cependant, dans un système à trois fils, la mesure peut se faire de ligne directe à ligne directe ou de phase à phase. S'il s'agit d'un système triphasé, les mesures peuvent être de ligne à neutre ou de ligne à ligne. Rappelez-vous qu'une ligne neutre n'est pas la même chose qu'une mise à la terre, qui est une connexion de sécurité du châssis à la terre. Notez également que la forme d'une tension sinusoïdale CA est nominalement une onde sinusoïdale, mais ce n'est jamais une onde sinusoïdale pure. Dans le monde réel, les tensions des services publics comportent toujours une certaine distorsion. Comment devrions-nous penser à la tension de ligne alternative ? Fondamentalement, il s'agit d'un vecteur de tension unique avec une amplitude (exprimée en volts) et un angle de phase. Penser de cette façon aide à comprendre pourquoi la tension atteint sa forme sinusoïdale avec le temps. Typiquement, une tension monophasée est appelée "tension secteur". Ce vecteur de tension monophasé, illustré à la figure 1, tourne à une fréquence donnée, qui, pour des tensions de service typiques, est de 50 à 60 Hz (parfois exprimée en radians/s). A n'importe quel moment donné, la magnitude de la tension est : V * sin (α) où V = l'amplitude du vecteur de tension et α = l'angle de rotation, en radians. Au fur et à mesure que le vecteur tourne, l'amplitude change. Ainsi, à n'importe quel moment donné, l'ampleur est telle qu'indiquée ci-dessus. Le vecteur de tension "tournant" variable dans le temps qui en résulte se présente sous la forme d'une onde sinusoïdale avec une fréquence fixe de 50 Hz en Europe (période de 20 ms), 60 Hz aux États-Unis (période de 16,67 ms) et 50 ou 60 Hz en Asie. Vous pouvez voir d'autres fréquences associées à l'énergie provenant de sources autres que les services publics, telles que 400 Hz dans les applications de la marine américaine ou 25 Hz dans les scénarios miniers. |
Quand vous entendez quelqu'un dire "120 VAC", c'est une valeur RMS. En se référant à la Figure 2, notez que la forme d'onde présente des tensions crête et crête à crête qui sont beaucoup plus élevées que 120 V. La tension crête (VPEAK) est :
√2 × ACC
soit, dans ce cas, environ 169,7 V. Pendant ce temps, la tension crête à crête (VPEAK-PEAK) peut être calculée comme suit :
2 × VPEAK
qui, dans le cas présent, est de 339,4 V. Si cette tension alternative devait être redressée et filtrée, elle le serait :
VDC = √2 × VAC = VPEAK ou, encore une fois, environ 169,7 VDC.
Tant que nous parlons des valeurs efficaces, vous verrez parfois des références à des tensions "vraies RMS". "True RMS" n'est en fait pas une définition basée sur l'ingénierie, mais plutôt quelque chose que certains départements marketing utilisent pour décrire un calcul mathématiquement correct RMS par rapport à un raccourci de mesure pris par des instruments peu coûteux.
Par exemple, un multimètre de budget peut calculer le RMS en utilisant VPEAK-PEAK / √2. Le résultat d'un tel calcul devrait en fait être appelé "faux RMS", car il ne s'agit que d'un calcul valide pour une onde sinusoïdale pure, qui peut rarement être supposée présente.
Toute technologie d'échantillonnage, comme celle que l'on trouve dans les oscilloscopes numériques ou les analyseurs de puissance, permet de calculer correctement le VRMS ou l'IRMS. Cependant, vous ne trouverez pas les fabricants de ces instruments commercialisant leur calcul VRMS comme "true RMS".
La prochaine fois, nous examinerons les bases des tensions sinusoïdales triphasées.
Ceci est une note d'application de Teledyne LeCroy
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