где ео и еэфф - соответственно, амплитудное и эффективное значения синусоидального напряжения сети. Очевидно, что в этом случае КМ =1.
При активно - реактивной нагрузке выражение (2) приобретает общеизвестный вид:
(4)
где j - угол сдвига фаз между током и напряжением на нагрузке. В этом случае КМ= cos j.
В случае нелинейной нагрузки, с учетом периодического характера функции I(t), она может быть представлена рядом Фурье:
(5)
При этом полная мощность
(6)
а активная мощность. Согласно (2),
(7)
Таким образом, только первая гармоника тока через нелинейную нагрузку вносит вклад в активную потребляемую мощность, а остальные лишь увеличивают потребляемый ток и всевозможные потери.
Так, применительно к нагрузке, питающейся через двухполюсную розетку с максимально допустимым током 6А, при КМ=0,б - значении, характерном для простого мостового выпрямителя, максимальная активная мощность при питании от сети 220 В составляет 792 Вт, а при повышении КМ до 0,95 увеличивается на 58%, достигая 1254 Вт.
Важность обеспечения синусоидальности потребляемого тока при нелинейной нагрузке особенно проявляется при работе трехфазной сети. В этом случае включение нелинейной нагрузки в одну из фаз возбуждает протекание в нулевом проводе токов гармоник , что может привести к перегреву и повреждению нулевого провода (обычно не снабженного защитными устройствами). При включении нелинейных нагрузок в каждой фазе, в отличие от случая с линейными, токи в нулевом проводе не компенсируются, а скорее, складываются, что усугубляет ситуацию.
Выражение для КМ получается из формул (1) и (б):
(8)
Важно отметить, что высокое значение КМ само по себе не гарантирует соответствия требованиям по содержанию гармоник. Даже при КМ=0,95, для которого суммарное содержание гармоник составляет 33%, не исключено превышение, седьмой гармоникой уровня 3%. Для снижения содержания гармоник в потребляемом от сети токе используются активные корректоры коэффициента мощности (рис. 3).
Рассмотрим некоторые нюансы построения и расчета элементов схем корректоров.
1. Выбор управляющей микросхемы. Микросхема МС34261 рекомендована, когда потребителю некритично время пуска, допустимы перенапряжения на нагрузке в 25% от номинального значения и на плате источника питания достаточно места для размещения элементов фильтра для датчика максимального тока реактора. Если ему эти проблемы небезразличны, но отсутствует опасность режима запуска на закороченную нагрузку и удается вписаться в требования стандарта к содержанию высших гармоник в потребляемом токе, можно применять микросхему МС34262. Если потребитель не хочет иметь дело со всеми перечисленными трудностями, следует выбрать для управления корректором микросхему МС3368. В настоящее время получили распространение также микросхемы: SG3561, TDA4817, MC33368D /ЗЗ/.
 |
Рис. 9. Схема корректора коэффициента мощности на MC33368D
ограничителю максимального выходного напряжения и блоку быстрого пуска) в этой микросхеме введены новые блоки, существенно улучшающие характеристики корректоров. Так, напряжение питания для запуска микросхемы подается через встороенный высоковольтный МОП -транзистор, запирающийся после начала работы корректора, что снижает потери мощности на 0,7 Вт. Блок маскирования переднего фронта импульса тока через ключевой транзистор Q1 значительно повышает помехоустойчивость устройства. Этой же цели способствуют удачно выбранные гистерезисы по входам детектора нулевого тока, компаратора перенапряжения и управляющему входу блока маскирования переднего фронта импульса тока. MC33368D снабжена также защитой от работы на пониженное сопротивление нагрузки, запирающей ключевой транзистор в этом режиме.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.