Способы увеличения КПД полупроводниковых преобразователей, связанные с уменьшением потерь в его силовых элементах, известны. Поэтому рассмотрим подробнее методы повышения коэффициента мощности преобразователей частоты.
Повысить коэффициент мощности можно, используя для регулирования выходного напряжения преобразователь частоты ШИП, ШИМ или геометрическое суммирование выходных напряжений двух инверторов. В последнем случае коэффициент мощности ПЧ практически равен единице, так как при этом используется неуправляемый выпрямитель.
В НПЧ увеличение коэффициента мощности достигается следующими способами: включением компенсирующих конденсаторов, устанавливаемых на первичной стороне ПЧ; применением в НПЧ узлов принудительной коммутации тиристоров (НПЧ с искусственной коммутацией вентилей). Такие схемы не нашли широкого применения для управления машинами переменного тока.
Последний способ наиболее целесообразен при управлении машинами большой и средней мощности. В данном случае каждая фаза НПЧ, например, фаза А (рис.8.1) образуется путём встречно-параллельного соединения последовательно включенных мостов 1VS, 1VS’ и 2VS, 2VS’ (рис.10.1). При этом , , где , , , — соответственно углы управления мостов 1VS, 1VS’, 2VS, 2VS’.
Существует три способа регулирования выходного напряжения НПЧ:
1) Синфазное управление. Включение вентилей мостов 1VS, 1VS’ (2VS, 2VS’) производится синфазно, т.е. в любой момент времени = , = . Поэтому напряжение последовательно соединенных мостов одинаково. Снижение напряжения всех мостов происходит одновременно при изменении .
2) Способ разведения векторов. При этом способе последовательно соединенные мосты 1VS, 1VS’ (2VS, 2VS’) управляются с фазовым сдвигом по частоте выходного напряжения. Если угол сдвига равен нулю, напряжение на нагрузке максимально.
3) Выходное напряжение уменьшается при увеличении угла сдвига u становится равным нулю при угле, равном .
4) Поочередное управление мостами 1VS, 1VS‘ (2VS, 2VS‘). При данном способе управления угол первого моста при нулевом управляющем воздействии устанавливается равным 0, а =. При положительной полуволне выходного напряжения =0=, а изменяется. При формировании отрицательной полуволны =0, а изменяется угол . Управление тиристорами второй пары мостов 2VS, 2VS’ производится аналогично, но со сдвигом на половину периода вторичной частоты сети. Изложенный способ управления аналогичен поочередному управлению в каскадном управляемом выпрямителе.