Для управления мощными нереверсивными электроприводами постоянного тока используются вентильные преобразователи, выполненные с различными схемами соединения вентилей, в т. ч., на базе двухмостовых схем с последовательным включением управляемого и неуправляемого преобразователей, образующих двенадцатипульсную схему, называемую также двенадцатифазной мостовой схемой [1–3]. Такие схемы в установившемся режиме работы системы «тиристорный преобразователь-двигатель постоянного тока» (ТП-Д) обеспечивают улучшенные показатели – меньшее потребление реактивного тока и меньший уровень искажений сетевого тока [2]. При этом упрощается фильтрация высших гармоник сетевого тока, которую можно выполнять, например, с помощью активных фильтро-компенсирующих устройств [4]. Двухмостовые схемы с последовательным включением управляемого и неуправляемого преобразователей могут найти применение в электродуговых блоках электроплазменных установок [5].
Особенности установившихся режимов работы двухмостовых схем и схем, питающих электропривод постоянного тока, и их свойства были рассмотрены в работах [1, 2]. Однако использование современных методов имитационного компьютерного моделирования [5] позволяет более детально рассмотреть энергетические характеристики электропривода в переходных процессах, например в пусковом режиме. На основании результатов математического моделирования с помощью пакета прикладных программ MATLAB Simulink [5] осуществлено сравнение энергетических показателей по признаку наименьшего потребления реактивной энергии и наибольшего коэффициента мощности различных систем ТП-Д.
В исследуемых системах электропривода двигатель был подключен к источникам питания, имеющим различные преобразователи, собранные по различным схемам. На рис. 1, а показана принципиальная схема ТП-Д, с реализацией первого и наиболее широко используемого способа питания с понижающим трансформатором, имеющим тип соединения обмоток Y/Y, и одномостовым тиристорным преобразователем. Принципиальная схема, соответствующая второму способу, изображена на рис. 1, б. Она отличается от первой наличием двух последовательно соединенных мостовых преобразователей: первый – на базе нерегулируемого выпрямителя, второй – на базе нерегулируемого выпрямителя и регулируемого тиристорного преобразователя, запитанных от отдельных трансформаторов. В данном исследовании для обоих трансформаторов использован тип соединения обмоток Y/ Y, хотя возможны и другие схемы соединения обмоток трансформаторов [1, 2].Отличие двухмостовой схемы, соответствующей третьему способу (рис. 1, в), от предыдущей, заключается в том, что нерегулируемый выпрямитель соединен последовательно с регулируемым выпрямителем, но они питаются от одного трехобмоточного трансформатора с типом соединения обмоток Δ/Y/Y.