Частоты дополнительных гармоник в первичном токе пределяются лишь частотой коммутации Q, числом фаз яа выходе и построением силовой схемы. Значения частот, Гц, появляющихся в спектре первичных токов НПЧ с ОМ с частотой питания 50 Гц при разных частотах коммутации, приведены в табл. 4. Характерно, что наличие гармоник

Таблица 4

в токе нагрузки в соответствии с выражением (35), порядок которых определяется числом s, не оказывает влияния на Порядок гармоник первичных токов. При любой реактивной нагрузке частоты в спектре первичных токов определяются суммой (со ± ЪЬуЩ, в которой отсутствует число s. Так, например, при синусоидальном токе на выходе (s = = 0), что можно обеспечить установкой фильтра, выражение для первичных токов принимает вид, отличающийся от соотношения (45) лишь амплитудами и фазами гармоник. В то же время амплитуды и фазы согласно выражениям (46) и (47) дополнительных первичных токов существенно зави-

сят от величины углов и порядка s гармоник тока нагрузки. Если установить на выходах преобразователя частотно-избирательные цепи (фильтры), обеспечивающие протекание через его выходные зажимы дополнительных токов на определенных частотах или, наоборот, подавление некоторых частот, то будет возможно изменять гармонический состав первичных токов, воздействуя таким образом на амплитуду и фазу их гармоник.

При способе ШИР выходного напряжения за счет изменения а новые гармоники в составе первичных токов также

не появляются. Происходят лишь изменения амплитуд и фаз гармоник токов. При достаточно большой частоте коммутации Q ближайшие к основной частоте со боковые гармоники значительно удаляются. В этих случаях НПЧ с ОМ генер;

Рис. 47. Графики зависимости коэффициента гармоник первичного тока при X - 8 от cos tpf,:

/ - однотактная схема; 2 - двухтактная схема

0,9 COS Cf

рует в сеть высокочастотные составляющие. Однако при значениях й, когда со Ч= ЗЬий = О, в первичных токах появляются постоянные составляющие, а при со ± ЗЬий г=! со - гармоники, очень близкие к основной. При определенных значениях й возможно также появление и субгармоник.

Коэффициент гармоник первичного тока НПЧ с ОМ

К=-со \ И=-оо

+ 00

И=-со

зависит как от числа s, углов фн8, так и от значения угла а. Графики зависимости этого коэффициента от cos ф при работе НПЧ с ОМ на индуктивную нагрузку с а = «тах изображен на рис. 47. Как следует из графиков, коэффициент гармоник feriBx при изменении cos ф„ от О до 0,8 изменяется мало. При синусоидальном токе в нагрузке (s = 0)

firiBX

г И=-оо

sin (3fcx -Ь 1) а/[(ЗЬи+1)] /sin а.

qto ПОЛНОСТЬЮ соотвбтствует распределению амплитуд гармоник в спектре выходного напряжения согласно выражению (31). Учитывая это, на основании соотношения (32) для синусоидального тока в нагрузке можно записать

riEx = = Van/(3b sin a) - 1.

При емкостной нагрузке искажения первичных токов настолько велики, что делает невозможным работу НПЧ с ОМ на нее.

При активной нагрузке, когда а - Ощах == const, на входе НПЧ с ОМ потребляются синусоидальные токи.

При индуктивной нагрузке ток на выходе НПЧ с ОМ практически синусоидален. Поэтому в выражении (46) можно с достаточной точностью ограничиться лишь членом с S = 0. Тогда для амплитуды первичного тока получим /стовх = SbUm sin а/(л ZJ, а начальная фаза основной гармоники

Фо = arctg sin фв/cos фв = Фв = arctg (ю =Р Q) LJr\. (48)

Из выражения (48) вытекает следующее свойство НПЧ с ОМ: при прямом порядке чередования фаз с Q > со угол сдвига между напряжением питания и основной гармоникой первичного тока отрицательный, т. е. преобразователь генерирует в сеть реактивную мощность, а при обратном порядке чередования фаз - потребляет. Как показывает анализ, численно реактивная мощность на первичной сторо-неНПЧ с ОМ практически равна реактивной мощности нагрузки. Таким образом, НПЧ с ОМ не только не ухудшают общий cos ф системы, от которой они питаются, но могут быть использованы для его повышения.