Активный выпрямитель

Активный выпрямитель – это инвертор напряжения, работающий в обращенном режиме.

В режиме активного выпрямителя может работать инвертор тока с ШИМ.

Рассмотрим на примере однофазного инвертора напряжения.

Схема активного выпрямителя:

L – индуктивность фильтра, сглаживающий ток.

ИН – инвертор напряжения, работающий в обращенном режиме.

C_ф – емкость фильтра

R_н – сопротивление нагрузки.

Функции активного выпрямителя:

1. преобразует переменное напряжение в постоянное и регулирует его величину;

2. активный выпрямитель может формировать заданный коэффициент мощности во входной цепи.

Угол сдвига тока может регулироваться, как в положительном, так и в отрицательном направлении.

Инвертор напряжения работает с ШИМ. Причем частота коммутаций намного больше, чем частота сети.

Инвертор напряжения управляется переменным напряжением с частотой .

U_и – напряжение инвертора.

Фаза синусоидального сигнала совпадает с напряжением сети.

Схема по основной гармонике будет следующая:

ЭДС сети:

Предположим, что , где – глубина модуляции активная составляющая.

Коэффициент усиления по напряжению:

Следовательно,

Ток в этой цепи будет равен нулю.

Надо создать еще одну составляющую, чтобы мощность отбиралась от сети в инвертор.

где – глубина модуляции реактивная составляющая.

I_a – активный ток.

Ток I_a можно регулировать путем изменения реактивной составляющей глубины модуляции .

Активный фильтр может сформировать как опережающий, так и отстающий ток.

Пусть . Тогда разность между векторами напряжений будет составлять

В этом случае .

Пусть .

Накопленная энергия в индуктивности L передается в нагрузку.

Амплитуда реактивного тока:

Как следует: активный выпрямитель может быть источником реактивного тока. Это свойство используется при построении активных фильтров.

Суммарная глубина модуляции (должна быть ):

Амплитуда основной гармоники на выходе инвертора:

Приравнивая мощности , найдем зависимость напряжения в звене постоянного тока: