Efectele Energetice ALE Regimului Deformant

CUPRINS

CAP. I : MEMORIU DE PREZENTARE……………………………………………………

CAP. II: EFECTELE ENERGETICE ALE REGIMULUI DEFORMANT…………………

II.1. Conservarea puterilor în regim deformant ………………………………………….

II.1.1. Teoreme de conservare a puterilor…………………………………………….

II.1.2. Circulația puterilor în regim deformant permanent…………………………….

II.2. Factorul de putere în regim deformant……………………………………………….

II.2.1. Factorul de putere pentru receptoare deformante monofazate…………………

II.2.2. Factorul de putere pentru receptoare trifazate…………………………………

II.3. Criteriile de definire a calității energiei electrice………………………………………

CAP. III: FILTRE ACTIVE DE PUTERE…………………………………………………….

III.1. Filtre active paralel …………………………………………………………………..

III.1.1. Principiul de funcționare………………………………………………………

III.1.2. Funcția de conversie și formele de undă…………………………………….

III.1.3. Comanda filtrelor active paralel………………………………………………

III.2. Filtre active serie……………………………………………………………………

III.2.1. Analiza caracteristicilor filtrelor active serie………………………………..

III.2.2. Comanda și controlul filtrelor active serie…………………………………….

III.3. Reducerea armonicilor curentului de alimentare………………………………………..

CAP.IV: SISTEME DE REGLARE CU MAȘINA DE INDUCTIE ALIMENTATA LA FRECVENȚĂ VARIABILĂ ……………………………………………………………..

IV.1. Introducere…………………………………………………………………………….

IV.2. Modelul matematic al mașini de inducție…………………………………………….

IV.3. Modelul mașinii de inducție în unități relative…………………………………………..

IV.4. Constantele de timp si diagramele structural ale mașinii de inducție…………………

IV.5. Motorul de inducție alimentat de la surse nesinusoidale de tensiune sau curent……

IV.5.1. Funcționarea cu invertor de tensiune ………………………………………….

IV.5.1.1. Reprezentarea fazoriala a tensiunii la ieșirea invertorului…………………

IV.5.1.2.Circuitul echivalent pe armonici si armonicile de curent……………

IV.5.1.3. Particularități ale inversoarelor de tensiune………………………………….

IV.5.2. Funcționarea cu invertor de curent………………………………………………

IV.5.2.1. Reprezentarea fazorială a curentului la ieșirea invertorului………………….

IV.5.2.2. Armonicile de curent……………………………………………………..

IV.5.2.3. Particularități ale invertoarelor de curent……………………………………

IV.5.3. Invertorul de tensiune PWM ca unitate de control a curentului motoric de inducție…………………………………………………………………………………….

IV.6. Sisteme de reglare scalara a vitezei motorului de inducție…………………………….

IV.7. Sisteme de reglare vectoriala a vitezei motorului de inducție………………………….

IV.7.1. Controlul vectorial în curent al motorului de inducție orientat direct după fluxul rotoric………………………………………………………………………………………………………………..

IV.7.2. Orientarea indirectă după flux…………………………………………………….

IV.7.3. Controlul vectorial al cuplului…………………………………………………

CAP.V: REZULTATE EXPERIMENTALE…………………………………………………….

CAP.VI: CONCLUZII…………………………………………………………………………..

BIBLIOGRAFIE…………………………………………………………………………………

CAP. I: MEMORIU DE PREZENTARE

Acționările electrice studiază conversia electromecanica a energiei in scopul realizării unor procese de producție, in cadrul cărora apare întotdeauna mișcarea. Elementul care realizează conversia este mașina electrică. La început componentele acționărilor electrice erau considerate mai simplist ( mașinile electrice si transmisiile). O data cu dezvoltarea teoretică, actionările electrice se consideră in prezent ca un sistem.

In acest context , componentele sistemului de acționare electrice (SAE) sunt: mașinile electrice, transmisiile, mecanismele de lucru, aparatura de măsură, componentele electronice de putere prin care se realizează conducerea funcționarii si aparatura de protecție. Partea mecanică se abordează doar in măsura in care se impun condiții pentru funcționarea parții electrice.

Acționările electrice ca sistem se definesc astfel: ”Ansamblul elementelor fizice interconectate, prin care se realizează conversia electromagnetică a energiei in scopul efectuării unui proces tehnologic de producție”.

O caracteristică a acționărilor electrice rezulta din interdependenta componentelor acționărilor electrice si din interdependenta funcțională si structurală a parții electrice cu cea mecanică.

Dezvoltarea acționărilor a dus la acționarea individuală, la desființarea numeroaselor transmisii exterioare intr-o secție industrială. Partea mecanică pune in prezent condiții tot mai pretențioase pentru partea electrica (reglarea si variația turației permise). Astfel partea electrica se dezvolta pentru a satisface aceste cerințe (funcționarea corelată a mașinii electrice , interdependenta mai multor mașini electrice, automatizarea).

Avantajele acționărilor electrice sunt:

transportul simplu al energiei electrice pe distante mari si la puteri foarte mari;

dispune de o gama de mașini electrice cu puteri mari si turații mult diferite;

mașinile electrice oferă posibilitatea modificarea turației, porniri, frânari, reversări in cele

mai bune condiții, conducerea mașinilor de lucru ale aceleiași instalații productive;

Funcționare economica si recuperarea de energie;

Oferă posibilitățile cele mai bune de automatizare;

Structura de acționare electrica (SAE)

Pentru a studia structura SAE vom face uz de doua criterii:

După criteriul numărului de mașinii electrice de acționare (MAE) fata de numărul

mecanismelor de lucru (ML) avem:

Acționare pe grupe – mai multe ML sunt acționate de o singura MEA;

Acționare individuală – fiecare ML are o MEA;

Acționare multiplă – un ML este acționat de mai multe MEA;

După criteriul funcțional (după modul în care se face conducerea proceselor tehnice)

avem următoarele situații:

Sisteme de acționare electrică cu comandă:

În aceasta schemă bloc distingem :

CD – comandă

DE – dispozitiv de execuție

MEA – mașina electrica de acționare

T+TM – transmisie + mecanism de lucru

BM – bloc de măsurare

PT – proces tehnologic

După cum se observa din Figura 1.1, măsurarea de realizează în puncte de funcționare

diferite.

Sisteme de acționare electrică cu reglare:

În plus fata de schema precedentă, se disting următoarele:

BR – bloc de reglare

BP – bloc de prescriere (impune condiția de funcționare a acționarilor electrice prin legătura x1- x2).

Informația x2 este dependentă de mărimea x1 prescrisă, Se compară x1 cu x3 si în funcție

de rezultatul acestei comparații, blocul BR transmite informația x2 către blocul DE.

Sisteme de acționare electrică cu conducere prin calculator

Apare în plus calculatorul de proces CP si introducerea datelor ID. Avantajul acestei

structuri este acela că de la același calculator se pot conduce mai multe acționări electrice (B) si (C) pe langă acționarea principala (A).

Construcția SAE

Din punct de vedere constructiv, SAE se împarte in :

SAE cu construcție compacte

SAE cu construcție modulara

SAE cu construcție compacta este prins mecanic, cu toate componentele intr-o carcasa,

formând astfel un tot unitar. Exista utilaje care se fabrica in număr foarte mare,la care se utilizează acest tip de construcție. In acest caz nu se pot opera modificări decât prin înlocuirea întregului ansamblu, la fel ca si in cazul dezvoltării acestui sistem. Exista o singura varianta de proiectare.

La SAE cu construcția modulara, ansamblul consta din parți care se pot înlocui sau adăuga si din proiectare pot apărea diferite variante, după cum se combina partile (modulele). Deci, avem posibilitatea de dezvoltare prin modificarea combinării modulelor. In stoc, pentru întreținere, putem avea module de schimb folosite pentru diferite instlatii.

In concluzie, cel de al doilea tip de construcție oferă posibilitati de dezvoltare mai mari, precum si posibilitati mai simple de întreținere; necesita mai multe module de schimb, fiind folosite la mai multe acționari. Aceasta construcție este ai răspândita la diferite sisteme de actionare electrica in prezent.

In capitolul I s-au prezentat noțiunile sumare despre sistemele de actionare, iar in capitolul II se vor urmări amănunțit efectele energetice ale regimului deformant. Capitolul III prezintă caracteristicile, comanda si controlul filtrelor active de putere. In capitolul IV se urmărește dezvoltarea sistemelor de reglare cu maina de inducție pana in prezent, iar in capitolul V se va face analiza funcționarii mașinii de inducție cu ajutorul pachetului LabDRIVE. Capitolul VI prezintă concluziile referitoare la desfășurarea lucrării

CAP. II: EFECTELE ENERGETICE ALE REGIMULUI

DEFORMANT

II.1. Conservarea puterilor in regim deformant

Problemele regimului deformant au fost formulate in diverse lucrări in care s-au analiza cauzele. Efectele energetice, posibilitati de măsurare, alte efecte adiacente si eventualele mijloace de compensare ale acestora.

Dezvoltarea actuala a utilizării energiei electromagnetice bazata tot mai mult pe electronica de putere, cat si anumite utilizări puternic electroenergofage, cum ar fi tracțiunea electrica, electrotermia si electrometalurgia, reprezintă factori puternic perturbatori ai regimului sinusoidal. Efectele energetice ale unor asemenea utilizări sunt departe de a fi neglijabile, manifestându-se atât prin creșterea consumurilor proprii tehnologice, cat si prin alterarea sensibila a calitativi energiei electromagnetice furnizate de sistem.

Pentru regimul monofazat au fost cvasiunanim acceptate următoarele expresii devenite clasice ale puterii active, reactive, aparente si deformante:

(2.1)

(2.2)

(2.2)

(2.4)

Se știe ca, dintre aceste toate puteri care intervin in regimul deformant, se conserva, alături de puterea instantanee, puterile activa si reactiva si ca nu se conserva puterile deformanta si aparenta, aceasta din urma nici in regim sinusoidal.

II.1.1 Teoreme de conservare a puterilor

Toate teoremele de conservare a puterilor referitoare la puterile instantanee, active, reactive, etc. pot rezulta sistematic dintr-o teoreme generala, teorema lui Tellegen, pe care o enunțam in continuare fara demonstrație.

Teorema lui Tellegen: Pentru orice pereche de rețele electrice cu grafuri topologice

orientate identice pseudoputerile se conserva.

Doua rețele au grafuri orientate identice daca se poate face o corespondenta biunivoca intre laturile, respectiv intre nodurile lor, iar sensurile de referința ale curenților electrici din laturile omogene coincid (fig. 2.1).

Convenim de asemenea sa asociem sensul tensiunii la bornele fiecărei laturi cu sensul intensității curentului din laturi după reglarea de la receptoare (fig. 2.2).

Daca α si β care identifica cele doua rețele sunt identici, atunci prin definiție se numesc pseudoputeri (sau cvasiputeri [3]) asociate laturilor k următoarele produse:

Ele au dimensiunea unor puteri instantanee, dar sunt constituite din împerecherea tensiunii la bornele unei laturi dintr-o rețea si intensitatea curentului din latura omoloaga a celei de a doua, considerate in general la momente de timp diferite ().

Enunțul matematic al teoremei lui Tellegen este următorul:

daca se are in vedere o rețea izolata.

Demonstrația teoremei este elementara si se bazează exclusiv pe faptul ca sistemele de curenți si tensiuni satisfac teoremele lui Kirchhoff:

Cum aceste formulări ale teoremelor lui Kirchhoff sunt general valabile si independente de faptul ca in laturile rețelei exista generatoare comandate, receptoare neliniare sau receptoare parametrice, teorema leu Tellegen este valabila in cele mai generale condiții care se pot imagina pentru o rețea electrica, deci si pentru o rețea electrica de energie.

Corolar: Daca pentru doua rețele cu grafuri topologice orientat perturbatori ai regimului sinusoidal. Efectele energetice ale unor asemenea utilizări sunt departe de a fi neglijabile, manifestându-se atât prin creșterea consumurilor proprii tehnologice, cat si prin alterarea sensibila a calitativi energiei electromagnetice furnizate de sistem.

Pentru regimul monofazat au fost cvasiunanim acceptate următoarele expresii devenite clasice ale puterii active, reactive, aparente si deformante:

(2.1)

(2.2)

(2.2)

(2.4)

Se știe ca, dintre aceste toate puteri care intervin in regimul deformant, se conserva, alături de puterea instantanee, puterile activa si reactiva si ca nu se conserva puterile deformanta si aparenta, aceasta din urma nici in regim sinusoidal.

II.1.1 Teoreme de conservare a puterilor

Toate teoremele de conservare a puterilor referitoare la puterile instantanee, active, reactive, etc. pot rezulta sistematic dintr-o teoreme generala, teorema lui Tellegen, pe care o enunțam in continuare fara demonstrație.

Teorema lui Tellegen: Pentru orice pereche de rețele electrice cu grafuri topologice

orientate identice pseudoputerile se conserva.

Doua rețele au grafuri orientate identice daca se poate face o corespondenta biunivoca intre laturile, respectiv intre nodurile lor, iar sensurile de referința ale curenților electrici din laturile omogene coincid (fig. 2.1).

Convenim de asemenea sa asociem sensul tensiunii la bornele fiecărei laturi cu sensul intensității curentului din laturi după reglarea de la receptoare (fig. 2.2).

Daca α si β care identifica cele doua rețele sunt identici, atunci prin definiție se numesc pseudoputeri (sau cvasiputeri [3]) asociate laturilor k următoarele produse:

Ele au dimensiunea unor puteri instantanee, dar sunt constituite din împerecherea tensiunii la bornele unei laturi dintr-o rețea si intensitatea curentului din latura omoloaga a celei de a doua, considerate in general la momente de timp diferite ().

Enunțul matematic al teoremei lui Tellegen este următorul:

daca se are in vedere o rețea izolata.

Demonstrația teoremei este elementara si se bazează exclusiv pe faptul ca sistemele de curenți si tensiuni satisfac teoremele lui Kirchhoff:

Cum aceste formulări ale teoremelor lui Kirchhoff sunt general valabile si independente de faptul ca in laturile rețelei exista generatoare comandate, receptoare neliniare sau receptoare parametrice, teorema leu Tellegen este valabila in cele mai generale condiții care se pot imagina pentru o rețea electrica, deci si pentru o rețea electrica de energie.

Corolar: Daca pentru doua rețele cu grafuri topologice orientate identice se asociază

laturile fiecăreia cate un sistem de ecuații si tensiunii care satisfac prima si a doua teorema a lui Kirchhoff, in rest independente, pseudoputerile definite cu aceste mărimi satisfac teorema lui Tellegen. Aceasta subliniere a considerațiilor de mai sus arata originea topologica a teoremei si deci generalitatea ei.

Teorema conservării puterilor instantanee:

Este cazul particular in care α=β (cele doua rețele coincid) si t’=t’’=t (cele doua momente de timp coincid), fiind cea mai generala teorema de conservare a puterilor indiferent de regimul tensiunilor si curenților din rețea.

Teorema conservării pseudoputerilor cu mărimi identice translatate in timp:

Este cazul particular in care si

Teorema conservării puterilor active (in regim armonic permanent):

Se obține din teorema 3 efectuând media pe o perioada

Teorema conservării puterilor reactive (in regim armonic permanent):

Rezulta din teorema 4, considerând si efectuând media pe o perioada.

Teorema conservării puterilor instantanee active si reactive pe fiecare armonica in

parte (in regim nesinusoidal periodic permanent):

Deoarece in regim periodic permanent nesinusoidal armonicile de tensiune si curent( fiind numărul de armonici) satisfac teoremele lui Kirchhoff:

Expresiile (2.12) – (2.15) rezulta din corolarul 2 si teoremele 3 – 4.

Corolar: Puterile activa si reactiva in regim periodic nesinusoidal permanent se

conserva si global (pe toate armonicile)

Din Teorema 7 rezulta:

Pentru puterea reactiva rezulta in mod normal:

Teorema conservării puterilor instantanee, reactive si active, pe componente

simetrice(in regim armonic permanent al rețelelor trifazate):

In care s reprezintă indicele secvenței s = d, i, u.

Teoremele rezulta din componentele simetrice ale tensiunilor si curenților satisfac separat teoremele lui Khirchoff.

Corolar: Puterile activa si reactiva in regim nesimetric armonic permanent se

conserva si global un acord cu teoremele 5 respectiv 6. Însumând (2.21) si (2.22) pe cele trei secvențe obținem:

In aceste sume s = 1 → d, s = 2 → i, s = 3 → h.

Corolar: daca regimul este nesinusoidal si nesimetric atunci pentru fiecare

armonica in parte puterile activa si reactiva pe diferite secvențe se conserva separat. In particular ele se conserva separat pe armonica fundamentala.

Observație: Conservarea separata a puterilor pe secvențe cat si pe armonic nu are legătura cu caracterul neliniar sau nesimetric al elementelor rețelei, ea fiind o consecința a faptului ca descompunerea mărimilor in armonici si secvențe generează mulțimi de tensiuni si curenți, care satisfac teoremele lui Kirchhoff si condițiile de ortogonalitate specifice care nu generează puteri active si reactive încrucișata. De exemplu puterile activa si reactiva ale unui receptor trifazat dezechilibrat se exprima si in felul următor:

(2.25)

Teoremele de mai sus au fost enunțate pentru rețele izolate. Generalizarea lor pentru rețele neizolate se face introducând in zonele de interconexiune cu exteriorul fie in generator ideal de curent , fie un generator ideal de tensiune. După cum la intrare se da tensiunea sau intensitatea curentului reducând astfel rețeaua interconectata la o rețea izolata cu atâtea generatoare in plus cate porți de acces exista.

II. 1.2. Circulația puterilor in regim deformant permanent

Teoremele de conservare a puterilor permit efectuarea bilanțurilor lor pentru fiecare tip de putere conservativa in parte. Deoarece suma lor pe toate laturile este nula, cu excepția cazului banal când toate puterile sunt nule, satisfacerea teoremelor de conservare implica obligatoriu ca semnele diferitelor puteri sa fie diferite, pentru ca anularea lor sa fie posibila. Deoarece am convenit sa asociem tensiunea la bornele unei laturi si intensitatea curentului din latura după regula de al receptoare, puterile negative sunt puterile cedate iar puterile pozitive sunt puteri primite. Aceasta permite reformularea teoremelor de conservare sub forma unei relații de bilanț, in care intr-un membru al egalitarii intervin puterile generate, iar in cel de-al doilea puterile primite. Pe aceasta cale se pot urmări cel puțin in parte circulațiile de puteri, considerând ca surse laturile generatoare si ca receptoare laturile receptoare ale rețelei.

Fie de exemplu un generator ideal de tensiune sinusoidal care alimentează printr-o rețea liniara doua receptoare, unul neliniar sau deformant si altul liniar (fig. 2.3):

Curentul absorbit de receptor neliniar este nesinusoidal. Ca urmare a prezentei receptorului deformant, in sistem vor apărea armonici superioare. Bilanțul de puteri active corespunzător fundamentalei si armonici superioare este:

Cum receptoarele pasive si liniare nu pot genera putere activa, indiferent care ar fi ordinul armonici, si sunt pozitive si ca atare:

adică receptorul deformant este generator de putere activa pe armonicile superioare.

Așadar toate receptoarele si linia primesc de la generator puteri numai pe armonica 1, in timp ce pe armonicile superioare linia si receptorul liniar primesc puteri active numai de la receptorul neliniar deformant.

Relația de bilanț global este:

Pentru armonica si deci:

Ceea ce înseamnă ca receptorul deformant primește de la generator putere activa pe care nu o consuma integral ci numai:

iar diferența o rejecteaza in rețea si in receptorul liniar pe armonicile superioare:

Aceasta din urma putere provine tot de la generator, dar prin fenomenul de conversie realizat de către receptorul liniar.

iar diferența o rejectrează in rețea si in receptorul liniar pe armonicile superioare:

Aceasta din urma putere provine tot de la generator, dar prin fenomenul de conversie realizat de către receptorul neliniar.

Puterea activa primita sau cedata pe armonicile superioare se numește putere activa reziduala sau reziduul deformant al puterii active:

Ecuația de bilanț devine:

Puterile active, transportate de fundamentala satisfac teoremele de conservare:

de unde rezulta:

Adică si puterile active reziduale satisfac o teorema de conservare.

Cu aceste notații rezulta diagrama de circulație globala a puterilor din figura 2.4:

Prezenta unui receptor neliniar provoacă absortia unei puteri active suplimentare de la sursa, pe care o redistribuie rețelei si celorlalte receptoare liniare sub forma de pierderi suplimentare:

In consecința, receptorul deformant primește de al generator puterea activa , din care consuma efectiv puterea , iar restul o redebitează pe armonici in sistem. Acelasi lucru este valabil si pentru puterile active.

Receptorul liniar primește de al generator , iar restul de la receptorul deformant.O concluzie similara rezulta si pentru puterea activa.

Rețeaua (mai exact puterea ei pasiva) primește din sistem puterea , iar restul de la receptorul deformant. Receptorul deformant, care este cauza puterilor si , reprezentand de regula pierderi suplimentare, nu le înregistrează, caci wattmetrul sau (presupus ideal pentru toate armonicile) măsoară doar puterea .

Receptorul nedeformant, care nu este cauza regimului deformant, înregistrează in afara de puterea , care este efectiv utila, si puterea , care este in general nociva, caci watmetrul sau masoara puterea .

Concluzii similare rezulta si pentru puterea reactiva, cu eventualele efecte aparent compensatoare.

II.2. Factorul de putere in regim deformant

O prima definiție posibilă, reținuta de majoritatea publicațiilor si normelor existente, pentru receptoare liniare monofazate in regim permanent sinusoidal este(fig. 2.6):

In care:P – puterea activa absorbita de receptor

S – puterea aparenta corespunzătoare

– defazajul dintre tensiune si curent

Tinand seama de expresia puterii reactive, factorul de putere se poate defini si ca:

fiind puterea reactiva absorbita de receptor. In fine, daca se presupune ca receptorul considerat este alimentat printr-o linie de rezistenta r, atunci:

Unde: – reprezinta pierderile minime pe linia data de la receptorul considerat mai poate primi puterea activa P la tensiunea nominal data;

– reprezinta pierderile de putere activa efective care se produc pe linie, daca receptorul este necompensat.

Daca in acest ultim caz receptorul se considera conectat direct la bornele generatorului si r este rezistenta interna a acentuia, atunci si trebuie interpretate ca pierderi Joule in generator in cele doua situatii.

Se mai abserva ca:

Reprezinta raportul dintre pierderile sulimentare produs pe linie sau in generator, ca urmare a necompensarii puterii reactive , si piererile minime definite mai sus.

Asupra acestor posibile definitii sunt de facut urmatoarele precizarii:

Tensiunea si curentul la bornele receptorului sunt asociate dupa regula de la receptoare (fig 2.5),

Astfel ca factorul de putere ia semnul puterii active, fiind pozitiv pentru puteri efectiv primite, de exemplu cand receptorul este pasiv , si negativ cand puterea activa este efectiv cedata, acasta posibilitate existand cand receptorul este activ: ;

Relatiile de definitie (2.37) – (2.39) sunt echivalente intre ele din punct de vedere matematic, daca se tine cont de regula semnelor subliniata mai sus.

Oricare ar fi definitia aceptata pentru orice receptor liniar si pasiv factorul de putere este o caracteristica a receptorului, independenta de valorile efective ale tensiunii si curentului, iar la frecventa data poate fi exprimat prin parametrii receptorului:

R(ω) si Z(ω) fiind rezistenta echivalenta, respectiv impedanta echivalenta a receptorului.

Daca din punct de vedere matematic cele trei definitii sunt echivalente, interpretarile lor fizice directe sunt diferite si pun in evidenta multiplele semnificatii ale factorului de putere. Astfel, daca in relatia (2.37) puterea aparenta se interpreteaza dept putere activa maxima ce poate fi transmisa receptorului la valori efective date ale tensiunii si curentului la aceleasi pierderi in retea:

Atunci factorul de putere exprima gradul de utilizare a disponibilitatii de putere a retelei sau a generatorului. Potrivit relatiei (2.38), scaderea acestui grad de utilizare la putere activa data se datoreaza consumului de putere reactiva si sugereaza cresterea sa prin compensarea puterii reactive. In fine, relatia (2.39) este explicit fizic chiar prin expresia de definitie sau

consecinta(2.40), dar ea isi pierde semnificatia daca receptorul este conectat la retea impreuna cu alte receptoare, deoarece piererile fiind marimi patratice nu satisfac o teorema de superpozitie.

Definitiile isi pastreaza semnificatia in regim trifazat armonic simetric

Incercarea de adefini un factor de putere in regimuri trifazate sinusoidale nesimetrice sau in regimuri defrmante monofazate sau polifazate intampla cateva dificultati. Ne vom referi doar la regimuri deformant.

Mai intai se observa ca cele trei definitii echivalente in regim armonic nu mai sunt echivalente in regim deformant, deoarece ; Se pune deci problema alegerii uneia dintre ele. In al doilea rand, generalizarea definitiei pentru retele trifazate dezechilibrate functionanad in regim defomant implica alegerea unei expresii a puterii aparente, care nu este conservativa. In literatura de specialitate nu s-au gasit argumente convingatoare pentru alegereaunei expresii si nu exista consens in aceasta privinta. In al treilea rand, se pune problema semnificatiei fizice si deci a unitatii defintiei sale. De exemplu, definita (2.37) accepta ca generalizatoae de majoritatea specialistilor, nu exprima graul de utilizare a puterii active disponibile de retea, sursele armonicilor si deci ale puterilor debitate prin aceste armonici nu sunt generatoarele retelei, ci chiar receptoarele deformante.Aceste puteri si armonici intervin atat in puterea aparenta, cat si in cea activa.

Daca se generalizeaza relatia (2.38) prin introducerea puterii deformante :

Definitiile (2.43) si (2.44) devin echivalente, dar dificultatea unei interpretari fizice adecvate persista. Totusi relatia (2.44) arata clar, ca pentru ameliorarea factorului de putere este necesar sa se micsoreze atat puterea reactiva, cat si cea deformanta.

Incercarea de a compensa numai putereareactiva, de exemplu prin montarea de condensatoare, poate duce la cresterea putrii deformante si deci la un rezultat opus celui contat. In fine, se mai observa ca oricae din cele doua definitii arata ca factorul de putere in regim deformant nu mai poate fi o caracteristica doar a receptorului, ci a ansamblului receptor-retea.

II.2.1. Factorul de putere pentru receptoare deformante monofazte

Un prim criteriu de definire a unui factor de putere un regim deformant trebuie sa fie cel al unitatii, cae sta si la baza definitiei factorului de putere in regim armonic.

Factorul de putere ar trebui sa permita aprecierea gradului de utilizare a puterii active disponibile pentru acest receptor in retea. In cele ce urmeaza se intelege prin putere disponibila putera activa maxima pe care receptorul o poate primi de la sursele generatoare ale retelei fara a determina pierderi supimentare in sistem fata de pierderile pe care le determina alimentarea sa reala.

Un al doilea criteriu este cel al pierderilor, adica la asa numitul consum tehnologic. Factorul de puterea ar trebui sa poata da cel putin apecieri relative cu privire la consumurile tehnologice din retea determinate de alimentarea unui receptor deformant cu o anumita putere activa.

Un al treila criteriu este cel al compensabilitatii. Factorul de putere ar trebui sa contina iln insasi definitai sa sau in definitii echivalente indicatii privind caile de aducere a valorii sale la valoarea optima, deci ar trebui sa admita un optim..

Un alt criteriu este cel al corespondentei. In regim armonic permanent definitia factorului de putere ar trebui sa readuca la definita sa clasica, unanum acceptata (2.37).

Un ultim criteriu este cel al masurabilitatii.

In cazul factorului de putere pentru receptoarele deformante monofazare, se precizeaza mai intai conditiile de rezolvare a problemei. Retelele se presupun alimentate de generatoare de tensiuni electromotoare (t.e.m.) simetrice, directe in cazul trifazat, fiind destinate a functiona in regimuri permanente sinusoidale. Singurele surse ale regimului deformant sunt receptoarele feormante neliniare. Cu exceptia acestora, generatoarele, liniile de alimentare si celelalte receptoare ale retelei se presupun in prima aprximatie liniare. In aceste conditii, regimul deformant apare ca un defect perturbator suprapus peste regimul normal sinusoidal al sistemului electroenergetic si nu ca un regim principal al acetuia.

Se va incepe analiza cu un caz particular, spre a surprinde mai usor esentialul. Fie deci un generator cu t.e.m. sinusoidala, de frecventa fundamentala, cae alimenteaza printr-o linie cu parametri xunoscuti un receptor deformatn (fig 2.6). Pentru simplitate vompresupune ca in parametri liniei sun inclusi si parametrii generatorului, care apare ca ideal, fara a fi insa de putere infinita, puterea sa aparenta nominala fiind si definita la frecventa nominala cu valorile nominale ale t.e.m. si curentului.

Atat generatoru cat si linia, fiind presupuse liniare, regimul deformant se produce numai datorita receptorului deformant neliniar. Asa cum s-a arata in [T1], puterea activa pe armonica fundamentala circula dinspre generator spre receptor, in timp ce puterile reactive pe armonicile sperioare, inclusiv pe comporonentele de curent continuu, a caror numai a fost numita reziduul deformant al puterii active