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.
Cф – емкость фильтра
Rн – 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 .
Uи – 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.
Ia – активный ток.
Ток Ia 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: