3.7.1. Коэффициент мощности тиристорного электропривода постоянного тока.

Коэффициентом мощности (КМ) в установках переменного тока называется отношение активной мощности, потребляемой установкой к полной.

При опред-ии КМ ТП необходимо уч-ать несинусоидальность потребляемого им тока. На рис 60 представлены диаграммы напряжения u₁ пит. сети и тока i₁, потребляемого однофазным мостовым ТП из сети при допущении идеал. сглаженности выпрямленного тока (L_н = ) и мгновенной коммутации.

Из несинусоидального тока i₁ может быть выделена первая гармоника i₁₍₁₎, отстающая от напр-ия u₁ на угол . Соответственно активная мощность P, потребляемая преобразователем:

P = U₁ I₁₍₁₎ cos 

Полная мощность:

где I₁ - действующее зн-е несинусоидального тока, поступающего из сети;

I_n - действующее значение его n-ой гармоники.

Коэффициент мощности преобразователя:

 - это отношение активной мощности к полной:

Степень несинусоидальности тока в данном случае хар-ся коэф-ом искажения формы первичного тока  (отношение действ. значения первой гармоники тока к дейст-у зн. всего I).

Для несинусоидального тока- мощность искажения T:

Она хар-ет степень различия в формах кривых тока и напряжения.

Коэффициент мощности:  =  cos 

(в идеализированных сх. 3-х фазного нулевого и 3-х фазного мостового преобразователей углы  и  =).

Коэффициенты искажения формы первичного тока при прямоугольной форме потребляемого тока:  = (22 / ) - для однофазной мост. сх.;  = (3 / ) - для 3-х фаз. Мост. сх.

На рис 61 показаны формы первичного тока, при идеальном сглаживании выпрямленного тока I_d для однофазной мостовой (а), 3-х фазной нулевой (б), 3-х фазной мостовой (в) и для 12-ти пульсной (г) схем выпрямления.

При ув-ии пульсности форма первичного тока приближается к синусоиде коэф-т искажения  приближается к 1.

Для более точного определения учитывают угол коммутации  и коэффициент сдвига (cos ) определен приближенно: cos  = cos ( + (/2))

КМ вентильного преобразователя носит индуктивный характер (преобразователь потребляет из сети реактивную мощность) и в основном определяется углом управления .

При определении энергетического режима работы силовой установки (тиристорного преобразователя) важно выяснить, когда она является приемником электрической энергии и когда- источником. Для определения этого необходимо воспользоваться известными признаками источника и приемника, что рассмотрено в параграфе 3.3.1. Эти признаки нужно применить к таким объектам энергетического процесса, как питающая сеть и силовая установка (ТП).

Рассмотрим диаграммы напряжения и тока, изображенные на рис 60.

Здесь питающее напр-ние u₁ синусоидальное. Ток представлен первой гармоникой в общем несин-ом токе i₁₍₁₎ . На уч. 0-1 u₁ и i₁₍₁₎ разного знака (сеть – приемник энергии, силовое устр-во – источник). На уч.1-2 знаки (сеть- ист-к, сил. установка- приемник).

В зависимости от соотношения длительности интервалов времени 0-1 и 1-2 изменяется коэф-т сдвига (cos ). Наибольшее значение он имеет при полной сонаправленности полуволны тока с полуволной напряжения сети, или при полной противонаправленности полуволны (cos  = 1).

Наименьшее значение коэф-т сдвига имеет при отставании синусоиды тока от синусоиды нап-ия на угол 90(В питающем транс-ре тиристорного преобразователя, индуктивности в цепи выпрямленного тока накапливается энергия в виде магнитного поля, затем при размаг-ии эта энергия отдается в сеть). При этом тиристоры, включаясь с углом упр-ния  = 90 только управляют потоками энергии, но не аккумулируют ее.