2.2.4.1. Hệ số công suất cosφ
Chỉ khi bộ biến đổi tiêu thụ công suất phản kháng có 1 hệ số công suất liên quan với bộ biến đổi ở phía xoay chiều. Nó có thể tính toán như sau
Công suất có ích cung cấp cho đường dẫn 1 chiều = VdId
Công suất có ích cung cấp từ hệ thống xoay chiều = √
Khi bộ biến đổi không tiêu thụ bất kỳ 1 công suất có ích nào phải có sự cân bằng công suất.
VdId = √ (2.14)
Từ hệ số công suất có thể tính toán như sau:
√ (2.15)
√
√ √ (2.16)
Nó đưa ra kết quả sau:
Cosφ = ½(cosα + cosω)=1/2[cosα+cos(α+γ)] (2.17) Trong sự vắng mặt của chuyển mạch nó được rút gọn như sau:
39 Cosφ = cosα
Nó nghĩa là α là góc hệ số công suất trong sự vắng mặt của chuyển mạch. Nếu có chuyển mạch thì sẽ giảm hệ số công suất có ích bằng cách tăng góc hiệu quả.
Với γ = 0, truyền tải công suất có ích là √ và bằng 0 khi α = 900
Vì vậy nếu 1 cuộn cảm được kết nối với tải, giới hạn trong truyền tải công suất khi sử dụng chỉnh lưu α = 900. Tuy nhiên nếu không có cuộn cảm được kết nối với tải thì i.e.Ld=0 sau đó điện áp và dòng điện dạng sóng có thể trở nên giống nhau về hình (khi tải thuần trở). Dưới những điều kiện này, điện áp có thể không âm tại thời điểm bất kỳ vì dòng không thể chạy theo hướng ngược lại xuyên qua Thysistor [8]. Công suất truyền tải có thể bằng 0 nếu α = 1200 ta có thể quan sát kỹ hơn trên hình 2.14.
Hình 2.14: Đồ thị dạng sóng của điện áp và cường độdòng điện đầu ra điển hình
2.2.4.2. Phương trình điều khiển hệ thống HVDC
40
Trong hình 2.15 có: là góc điều khiển; γ là góc tắt; Rcr, Rci điện kháng chuyển mạch tương đương bộ chỉnh lưu và nghịch lưu; Udr, Udi điện áp dây hiệu dụng AC phía chỉnh lưu và nghịch lưu.
Dòng điện 1 chiều đi từ chỉnh lưu đến nghịch lưu:
(2.18)
Công suất ở đầu chỉnh lưu:
Pdr – Udr.Idr (2.19)
Công suất ở đầu nghịch lưu:
Pdi = Udi.Id =Pdr –RL.Id2 (2.20)
2.2.4.3. Đặc tính điều khiển
Đặc tính điều khiển của bộ biến đổi là đồ thị biến thiên của điện áp một chiều dựa theo dòng điện một chiều [8].
2.2.4.3.1. Đặc tính điện áp tựnhiên (NV) và điều khiển góc mở cốđịnh (CIA)
Đặc tính điện áp tự nhiên đặc trưng bởi góc trễ α = 0. Có đặc tính được tính theo công thức Vd = V0 – (3ωLc/π)Id. Góc điều khiển không đổi có đặc tính tương tự song song với đặc tính NV và cùng bị chặn bởi V0cosα. Quan sát hình 2.16: