Режим выпрямления. 
Силовая электроника

Импульсная модуляция в режимах выпрямления используется в целях повышения коэффициента мощности за счет уменьшения как реактивной мощности основной гармоники тока, так и мощности искажения (снижения высших гармоник тока, потребляемого из сети).

Эти задачи могут успешно решаться в схемах преобразователей переменного и постоянного тока, выполненных на базе полностью управляемых ключей (см. рис. 5.13, а и 5.14, я), переходом к формированию токов в области выпрямления. При переходе к режимам выпрямления углы фаз первых гармоник тока соответствуют расположению их векторов во II и III квадрантах комплексной плоскости. Преобразователи со свойствами инверторов напряжения, работающие совместно с сетью, стали применяться сравнительно недавно в связи с созданием мощных управляемых ключей. Поэтому рассмотрим более подробно режим выпрямления на примере схемы этого класса преобразователей (см. рис. 5.14, а). Наиболее наглядно связь первых гармоник тока и напряжения отражает векторная диаграмма. Для ее построения представим первые гармоники токов и напряжений в виде комплексных амплитуд, полагая напряжение сети синусоидальным, а ток конденсатора фильтра С_ф равным нулю. В режиме выпрямления.

где U_ab{ — комплексная амплитуда первой гармоники напряжения инвертора; /_н1 — комплексная амплитуда первой гармоники тока инвертора (см. рис. 5.14, а).

Приняв вектор напряжения сети U_c в качестве базового, согласно формуле (5.13) получим векторные диаграммы (рис. 5.15) напряжений сети и инвертора при разных значениях фазы тока инвертора как в режимах выпрямления (области И, III), так и инвертирования (области I, IV). На диаграмме окружность 1 является геометрическим местом точек концов вектора основной гармоники напряжения преобразователя U_abl при изменении фазы вектора тока /_и1 в диапазоне углов 0 < ср < 2л. Геометрическим местом точек концов вектора тока /_и1 будет окружность 2. Из формулы (5.13) следует, что радиусу окружности 1 соответствует напряжение на дросселе фильтра AU_l = со^ф/н,. Из диаграммы видно, что при работе в областях.

Рис. 5.15. Векторные диаграммы, поясняющие работу преобразователя напряжения в режимах выпрямления и инвертирования

с опережающим током (квадранты III, IV) напряжение преобразователя уменьшается на величину напряжения AU, а при работе с отстающим током (квадранты I, II) — увеличивается на ДU_L.