Последовательное соединение преобразователей

В электроприводах большой мощности используют не только схемы параллельного или последовательного включения полупроводниковых элементов, но и последовательное включение преобразователей. Такие схемы включений имеют свои преимущества.

При последовательном включении преобразователей используют разные схемы включения обмоток согласующих трансформаторов, один трансформатор подключают по схеме звезда, а второй треугольник. Пример показан ниже:

где: а) включение последовательно неуправляемого и полностью управляемого преобразователей;

б) полностью управляемые устройства;

в) реверсивные полностью управляемые устройства;

Главный плюс данной схемы заключается том, что звезда и треугольник имеют между собой фазовый сдвиг 30⁰, что в свою очередь увеличивает частоту пульсаций напряжения и тока, а также увеличивает коэффициент мощности. Иногда при таких схемах включения отпадает надобность в применении сглаживающих реакторов. Коэффициент мощности повышается благодаря уменьшению потребления реактивной мощности.

Коэффициент мощности

Фактически одним из главных характеристик приводов постоянного тока является значения коэффициента мощности при разных режимах работы. Его значение:

Где: I_A – значение среднеквадратиченое тока, I_A1 – значение среднеквадратичное гармоники основной тока, φ₁ – угол фазового сдвига гармоники основной тока и напряжения, µ — коэффициент токового искажения.

Для того чтобы найти данный коэффициент нужно определить  I_A1,  I_A,  φ₁.

Угол сдвига фаз и основная гармоника

Эти данные могут быть определены путем расчета гармоник основных для каждого преобразователя в отдельности и I_A1 определяется их векторным суммированием:

Где: I₂₂ – вектор гармоники вторичной обмотки трансформатора, которая соединена в треугольник, I₂₁ – для обмотки соединенной в звезду.

Схема преобразователя приведена ниже:

Где: 

а) схема соединений;

б) распределение токов;

Формула  для гармоники тока k-го преобразователя можно записать так:

Коэффициенты находятся с помощью следующих выражений:

Среднеквадратичное значение тока фазы

По диаграмме тока можно найти среднеквадратичное значения тока фазы: