Коэффициент мощности зависимого инвертора

Как известно, коэффициент мощности преобразователя с синусоидальными напряжениями и несинусоидальными токами опреде­ляется выражением

, (9)

где - активная мощность, отдаваемая инвертором в сеть переменного тока; - полная мощность инвертора; - коэффи­циент искажения, равный отношению действующего значения пер­вой гармоники тока к действующему значению тока; - угол сдвига фаз между напряжением и первой гармоникой тока.

Если положительные направления токов и напряжений (ЭДС) на выходе преобразователя (в трансформаторе) считать одинако­выми в режимах выпрямления и инвертирования, то активная мощность, будучи положительной при выпрямлении, оказывается отрицательной при инвертировании. Это способствует передаче энер­гии от источника постоянного тока в сеть переменного тока. Тогда значение получается также отрицательным. Коэффициент же мощности принято считать положительным. Именно поэтому в выражении (9) берут абсолютные величины активной мощности и .

Для определения аппроксимируем ток в вентилях и обмотках трансформатора трапецией. На рис. 3. показаны временные диаграммы тока фазы и ЭДС трансформатора трехфазного мостового инвертора.

Током намагничивания трансформатора пренебрегаем. Такими же будут токи и ЭДС сетевой обмотки трансформатора в инвер­торе с уравнительным реактором, так что коэффициент мощности в обоих случаях одинаков.

Очевидно, ось симметрии трапецеидального тока совпадает во времени с максимумом первой гармоники этого тока . Угол сдвига фаз находим между моментами времени, соответствующими максимумам ЭДС и тока фазы а, этот угол равен

. (10)

Учитывая, что и что в режиме инвертирования получаем:

(11)

Таким образом,

(12)

Коэффициент искажения формы тока при мгновенной комму­тации (когда форма тока прямоугольная) равен 3/π ≈ 0,955; с увеличением угла коммутации коэффициент искажения повышается, достигая величины 0,966 при γ = 40⁰.

Из выражения (12) видно, что для повышения коэффициента мощности инвертора следует стремиться, чтобы инвертор работал с меньшими углами опережения β. Однако, как было выяснено, уменьшение угла β приводит к уменьшению угла и соответственно к увеличению вероятности опроки­дывания инвертора.