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 u2ф 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.