Redresoare cu parametri energetici ridicati

Redresoare cu parametri energetici ridicati

Factorul de putere al redresoarelor comandate

In cazul redresoarelor comandate cu comutatie naturala curentul de linie din reteaua de alimentare este defazat in raport cu tensiunea de faza corespunzatoare cu un unghi egal cu unghiul de comanda a al tiristoarelor si in acelasi mod se deplaseaza si fundamentala acestuia, astfel ca aceste convertoare absorb de la retea si o putere reactiva Q₁.

Tinand seama ca redresoarele, fie comandate fie necomandate, genereaza o putere deformanta D1 in retea, expresia puterii aparente totale are forma:

S₁ = , in care P₁ reprezinta puterea activa consumata de la retea, corespunzatoare fundamentalei curentului de linie.

Factorul de putere total al instalatiei redresor comandat - consumator este dat de relatia:

 = P₁ S₁ = P₁ = cos _

in care:   = I₁ reprezinta factorul de deformare a undei curentului de linie ( sau continutul in fundamentala ), iar cos _ - factorul de putere corespunzator fundamentalei.

La cresterea unghiului de comanda  se modifica si factorul de putere , datorita cresterii puterilor reactiva absorbita si deformanta generata in retea.

Sunt cunoscute multe scheme de redresoare comandate. Puntea trifazata total comandata permite obtinerea unei game largi de variatie a tensiunii continue la iesire, fiind simpla si oferind cea mai buna utilizare pentru tiristoare si transformatorul de racordare la retea, in comparatie cu celelalte scheme de redresoare trifazate si hexafazate. Ea prezinta insa si unele dezavantaje. Conduce la inrautatirea factorului de putere in punctul de racordare la retea. Factorul de putere scade la cresterea unghiului de comanda al tiristoarelor si produce o pronuntata deformare a curbei curentului de alimentare de la o forma sinusoidala. Armonicile de curent produse dau nastere la cupluri parazite in masinile electrice, maresc pierderile in instalatii, deformeaza indicatiile aparatelor de masura si control, introduc perturbatii in retelele de telecomunicatii, scad capacitatea de transport a liniilor electrice si pot determina supratensiuni de rezonanta.

Fig.1. Forme de unda pentru tensiunea redresata la redresoare:

a. - cu comutatie naturala si putere reactiva absorbita din retea;

b. - cu comutatie fortata si putere reactiva cedata in retea;

c. - cu comutatie fortata si putere reactiva nula.

S-au conceput diferite scheme de redresoare hexafazate care sa aiba factorul de putere mult mai ridicat: redresorul cu comanda nesimetrica, schema cu doua redresoare in serie dintre care unul poate lucra in regim de invertor, etc. In acest fel, puterea reactiva maxima solicitata se poate reduce la jumatate in comparatie cu redresorul trifazat in punte.

Se folosesc si mijloace exterioare instalatiei de redresare pentru compensarea puterii reactive si deformante cum sunt compensatoarele sincrone speciale, bateriile de condensatoare si instalatiile de filtrare ale armonicilor superioare, acestea din urma producand si putere reactiva. De asemenea, s-au realizat instalatii de compensare cu baterii  de condensatoare, inductante si tiristoare pentru imbunatatirea factorului de putere total in retelele de alimentare in care se produc fluctuatii rapide ale puterii reactive. Toate aceste instalatii necesita cheltuieli mari pentru investitii si nu pot compensa total puterile reactive si deformante din cauza fluctuatiilor rapide ale acestora.

Fluctuatiile de putere produc simultan fluctuatii ale tensiunii de alimentare. Experimental se pot trasa curbele de limitare ale fluctuatiei de tensiune in functie de frecventa orara a socurilor de putere. De exemplu, in cazul actionarilor electrice prevazute cu redresoare comandate cu o frecventa a socurilor principale cuprinsa intre 500 si 1 000 pe ora, ar rezulta ca fluctuatia maxima de tensiune sa nu depaseasca 1%. Aceasta conditie este de multe ori greu de indeplinit, din cauza fluctuatiilor mari de putere reactiva.