Управляемый выпрямитель с нуле­вым диодом

Как уже отмечалось, с увеличе­нием α ухудшается коэффициент мощно­сти выпрямителя. Уменьшить влияние выпрямителя на величину потребляемой реактивной мощности можно путем включения параллельно обмотке возбуж­дения так называемого нулевого диода HV (см. рис. 3.1, а, штриховая линия).

На рис. 3.2 представлены кривые токов и напряжений в однофазной схеме со средней точкой и нулевым диодом в предположении, что индуктивное сопро­тивление обмотки возбуждения много больше активного сопро­тивления ( >> rв).

В момент θ = θ2, когда напряжение на нагрузке стремится изменить поляр­ность (рис. 3.2, а), включается нулевой диод HVD (рис. 3.2, г) и перехватывает ток нагрузки id, поддерживаемый в обмотке возбуждения за счет ЭДС самоиндук­ции. Тиристор VS1 выключается (рис. 3.2, б), так как напряжение u на нем стано­вится отрицательным.

Диод  HVD будет проводить ток вплоть до момента θ = θ3, пока не включится ти­ристор VS2 (рис. 3.2, в). Напряжение на нагрузке скачком возрастает до положитель­ного напряжения, определяемого углом α  и диод HVD запирается   (рис. 3.2, а). В ин­тервалах θ2 – θ3 и 0 – θ1 (рис. 3.2, б)напряжение  ud на обмотке возбуждения равно нулю. При за­крывании ти­ристора VS2 в момент θ = θ4  вновь включается диод HVD и проводит ток до момента открытия тиристора VS1. Далее процессы в схеме повторяются. Таким образом, диод HVD дважды за период сетевого напряжения включается в работу на промежуток времени, опреде­ляемый углом α.

Форма выходного напряжения ud и зависимость  при включе­нии HVD такая же, как при работе выпрямителя на активную нагрузку (см. рис. 3.1, б ). Как следует из рис. 3.2, д, первая гармоника первичного тока i1(1) всегда смещена от­носительно синусоиды фазного напряжения на угол α/2, а не на угол α, как в схеме (см. рис. 3.1, а) без нулевого диода. Из этого следует, что выпрямители с нулевым диодом могут иметь cos φ1 более высокий, чем без него.