Мой сайт

Работа выпрямителя на нагрузку различного характера

Выше была рассмотрена работа различных схем выпрямления с неуправляемыми и управляемыми вентилями на нагрузку с чисто активным сопротивлением. Однако в практике наряду с чисто активной нагрузкой для силовых выпрямителей часто встречается смешанная активно-индуктивная нагрузка и нагрузка на встречную э.д.с. Примерами таких нагрузок являются обмотки возбуждения электрических машин и втягивающие катушки электроаппаратов, а также любые другие токоприемники, питаемые от выпрямителя через фильтр, входным элементом которого служит индуктивная катушка. Случаям нагрузки на встречную э.д.с. соответствует работа выпрямителя на якорь двигателя постоянного тока, а также при зарядке от выпрямителя аккумуляторных батарей или при питании электролизных ванн.

Для питания этих потребителей необходимо выпрямленное напряжение с малыми пульсациями при условии непрерывности выпрямленного тока.

Работа выпрямителя на активно-индуктивную нагрузку

По своему характеру работа выпрямителя на активно-индуктивную нагрузку (рис. 16, а) отличается от работы на чисто активную нагрузку тем, что ток в цепи выпрямления, возникнув в момент открывания вентиля, нарастает более медленно. Это связано с наличием индуктивности в цепи нагрузки, которая препятствует резкому увеличению тока i_d. Когда напряжение вторичной обмотки трансформатора начнет снижаться, ток в нагрузке будет некоторое время продолжать расти и далее постепенно спадать за счет энергии, запасенной в индуктивности (рис. 16, 6).

Рис. 16. Однополупериодное выпрямление при активно-индуктивной нагрузке.

а — схема; б и в — кривые тока и напряжений на элементах.

Прохождение тока через вентиль будет происходить и в течение некоторой части отрицательного полупериода за счет положительной э. д. с. самоиндукции, возникающей в индуктивности L_d при уменьшении тока нагрузки, которая компенсирует отрицательное напряжение u₂ и омическое падение напряжения ΔU_a, в цепи выпрямления.

Общая продолжительность λ, прохождения тока через вентиль В зависит от величины индуктивности L_d, с увеличением которой возрастает длительность прохождения тока i_d. Среднее значение напряжения U_d на активно-индуктивной нагрузке однополупериодного выпрямителя будет меньше, чем при активной нагрузке, так как при ωt>π напряжение u_d отрицательно (рис. 16, в).

Рис. 17. Двухполупериодное выпрямление при активно-индуктивной нагрузке.

а —схема; б и в — кривые напряжения и токов в элементах.

Пульсации тока i_d в нагрузке не уменьшаются даже при значительном увеличении индуктивности, так как ток всегда меняется от 0 до I_a. _макс . Вследствие этого в однополупериодных выпрямителях индуктивность не применяется в качестве фильтра.

При двухполупериодном выпрямлении (рис. 17, а) в отличие от чисто активной нагрузки ток i_d в цепи L_d, R_d будет сглажен (рис. 17, 6). Действительно, ток i_a₁в вентиле В₁ к концу положительного полупериода под воздействием индуктивности не спадет до нуля, а в момент t = π ток нагрузки переходит к вентилю В₂, так как потенциал анода В₂ становится выше потенциала анода В₁ (см. рис. 9, 6). Указанный переход тока происходит мгновенно, так как в анодных цепях вентилей В₁ и В₂нет индуктивностей. В следующий полупериод, когда u_2а будет опять положительно, ток i_d снова переходит к вентилю B₁ (рис. 17, в).

Рис. 18. Работа управляемого однофазного мостового выпрямителя на активно-индуктивную нагрузку.

Ток нагрузки i_d представляет собой пульсирующий выпрямленный ток, который кроме постоянной составляющей I_d имеет и переменную поставляющую 1_d~.

Величина пульсации тока i_d тем меньше, чем больше индуктивность L_d. Анодные токи вентилей имеют форму криволинейных прямоугольников длительностью π.

Напряжение u_d на активно-индуктивной нагрузке повторяет по форме положительные полупериоды напряжения u₂ вторичной обмотки трансформатора.

Влияние индуктивности в цепи нагрузки сказывается на величинах действующих значений токов, проходящих в вентилях и обмотках I_а_{.
действ}, I₂ и I₁,а также на типовой мощности трансформатора S_тр. Количественные соотношения между токами и напряжениями в элементах преобразователя, а также типовая мощность трансформатора для различных схем выпрямления с неуправляемыми вентилями при L_d = ∞ приведены в табл. 3.

Процессы в схеме управляемого выпрямителя при работе его на активно-индуктивную нагрузку отличаются от процессов при работе схемы на активную нагрузку. Пусть однофазная мостовая схема (рис. 18, а) работает с идеально сглаженным током i_d(L_d = ∞), тогда тиристоры Т₁ и T₃, вступив в работу в момент времени t₁ (рис. 18, 6), не закроются в момент прохождения фазного напряжения u₂ через нуль (момент t₂), как это было при чисто активной нагрузке, а будут проводить ток при отрицательном напряжении вторичной обмотки до момента t₃, когда вступит в работу следующая пара тиристоров Т₂ и Т₄.

В кривой выпрямленного напряжения u_d в интервалах времени 0 — t₁, t₂ — t₃ и так далее появляются участки отрицательного напряжения, когда ток через тиристор и нагрузку проходит под действием э.д.с. самоиндукции, возникающей в индуктивности L_d. Среднее значение выпрямленного напряжения в этом случае может быть определено для всего диапазона изменения угла а следующим образом:

U_d= U_d0cos ɑ. (33)

Выражение (33) справедливо для всех управляемых схем при работе выпрямителя со сглаженным (непрерывным) током. Предельным углом регулирования, при котором U_d = 0, в таких случаях является угол ɑ_макс = 90°.

Количественные соотношения между токами I_а, I₂, I₁ и I_dдля различных схем выпрямления в случае L_d = ∞ не зависят от величины угла а и определяются выражениями, приведенными в табл. 3.

Ток через вентиль i_в при непрерывном режиме будет иметь форму прямоугольных импульсов с амплитудой, равной I_d(рис. 18, в). Обратное напряжение u_о6р на вентиле, как видно из рис. 18, г, возрастает скачком.

Работа выпрямителя на нагрузку с противо-э.д.с.

Такой вид нагрузки встречается при питании от выпрямителей аккумуляторов, электродвигателей, мощных конденсаторов и др. Особенность работы выпрямителя в этом случае состоит в том, что такого рода потребители имеют собственную э.д.c. E₂ которая направлена навстречу напряжению U_d преобразователя.

На рис. 19, а представлена схема однофазного двухполупериодного выпрямителя, который нагружен на якорь двигателя постоянного тока с противо-э.д.с. Е_a. Рассмотрим работу схемы без индуктивности L_d (ключ К замкнут). Ток через вентили схемы может проходить лишь в те положительные части периодов, когда величина выпрямленного напряжения u_d будет больше Е_а. Например, вентиль В₁ откроется в момент t₁ и закроется в момент t₂ (рис. 19, 6), вентиль В₂ вступит в работу в следующий полупериод и будет проводить ток в интервале t₃ - t₄. Кривая выпрямленного тока i_d имеет прерывистый (импульсный) характер, а значение его определяется уравнением

i_d =	u_d - E₂	(34)
	R_d

где сопротивление R_d в данном случае равно сумме сопротивлений r_д_а и R_T.

С ростом Е_a пульсации тока i_a вырастают, так как уменьшается длительность λ работы вентилей (рис. 19, г), а отношения I_а.макс /I_а и I₂/I_а возрастают, что свидетельствует об ухудшении использования вентилей по току и увеличении тепловых потерь в обмотках трансформатора Тр с ростом Е_а .

Рис. 19. Работа неуправляемого выпрямителя на противо-э.д.с.

а — схема; 6—г — кривые напряжений и токов на элементах.

Чтобы выпрямленный ток был непрерывным, необходимо включать в цепь нагрузки индуктивность L_d (ключ К на рис. 19, а разомкнут), которая соответствует неравенству m ω_cL_d ≥ 5 R_d, и среднее значение выпрямленного напряжения U_d должно быть больше противо-э.д.с.Е_a.

При выполнении первого условия мгновенное и среднее значения выпрямленного тока совпадают (i_d = I_d), а переменная составляющая выпрямленного напряжения выделяется в виде падения напряжения на дросселе L_d. Если не выполнить второго условия, то ток i_d станет прерывистым даже при большой индуктивности дросселя L_d, так как тиристоры будут проводить ТОК ТОЛЬКО при u₂> Е_a.

При известных значениях выпрямленного тока I_d и напряжения U_d параметры вентилей I_а. _cр, I _a_{.
действ}, U_o_{бр.
макс} и трансформатора I₂, U₂, I₁ и S_T для различных схем выпрямителей, работающих на нагрузку с противо-э.д.с, при непрерывном токе, определяются такими же соотношениями, как и в ранее разобранных случаях работы выпрямителей на активно-индуктивную нагрузку.

Коммутация тока в силовых схемах выпрямления

При рассмотрении работы маломощных выпрямителей обычно учитывают только активные сопротивления обмоток трансформатора, а индуктивными сопротивлениями, создаваемыми потоками магнитного рассеяния, обычно пренебрегают. Такое допущение давало возможность считать, что выпрямленный ток переходит с одного вентиля на другой мгновенно. Этот процесс переключения вентилей многофазного выпрямителя называется коммутацией тока.

В мощных выпрямителях индуктивности рассеяния обмоток трансформатора оказывают значительное влияние на работу схемы, изменяя как величину, так и форму кривой выпрямленного напряжения, токов вентиля и обмоток трансформатора. В то же время влиянием активных сопротивлений обмоток трансформатора и падением напряжения в вентилях нередко можно пренебречь.

В расчетах обычно пользуются индуктивностью рассеяния L_a, приведенной ко вторичной обмотке трансформатора, значение которой определяется по индуктивному сопротивлению рассеяния обмоток:

X_т = ω L_a =	u_к % U₁_н	(35)
	100 I_1н k²_тр

где u_к % - напряжение короткого замыкания трансформатора, %; U_1н, I_1н _— номинальные значения напряжения и тока фазы первичной обмотки; k_тp = U_1н/U_2н — коэффициент трансформации напряжений трансформатора.

Рассмотрим процесс коммутации на примере трехфазного управляемого выпрямителя (рис. 20, а). Приведенные индуктивности L_B обмоток трансформатора включены в анодные цепи тиристоров T₁ — Т₃, а в цепи нагрузки имеется значительная индуктивность L_d, и выпрямленный ток можно считать идеально сглаженным.

Рис. 20. Работа трехфазного выпрямителя с учетом коммутации тока в вентилях. а — схема; б и в — кривые напряжений и токов.

Наличие в фазах вторичной обмотки индуктивности L_a приводит к тому, что переход тока I_d от одного вентиля к другому происходит не мгновенно, а в течение некоторого промежутка времени, который называется углом коммутации и обозначается буквой ƴ.

Пусть в интервале t₁ - t₂ (рис. 20, 6) работает вентиль T₁. В момент t₂ открывается вентиль Т₂, и начинается процесс коммутации тока с тиристора Т₁ на Т₂(рис. 20, в), в течение которого оба вентиля будут открыты и проводят ток в нагрузку одновременно. При этом к напряжению фазы ɑ будет добавляться наводимая в индуктивности L_a1 э.д.с. самоиндукции e_L задерживая спад тока i_а1, а из напряжения фазы b вычитаться э.д.с. е_L, препятствуя росту тока i_a2. Поскольку при L_d = ∞ ток I_d все время постоянен по величине, то выпрямленный ток i_d в момент коммутации остается неизменным и будет равен сумме токов двух соседних вентилей:

i_d = I_d = i_a1 + i_а2.

Такой процесс будет продолжаться до момента t₃, когда ток i_a1 уменьшится до нуля и тиристор Т₁ закроется, а ток в тиристоре Т₂ возрастет до i_a2 = I_d .

Результирующие напряжения фаз а и Ь за период коммутации должны быть одинаковы, так как обе обмотки имеют общие потенциалы в нулевой точке и у катодов вентилей (рис. 20, а), и значение их определяется полусуммой мгновенных значений фазовых напряжений. Это же напряжение прикладывается к нагрузке. Следовательно, напряжение u_d в период коммутации вентилей Т₁ и T₂ равно полусумме фазных напряжений u_2а и u_2b т. е.

u_d = 1/2 (u_2a + u_2b) (36)

и изменяется по кривой, показанной на рис. 20, б пунктирной черной линией. Когда коммутация закончится, напряжение u_dскачком изменится до величины фазного напряжения той обмотки трансформатора, к которой присоединен работающий вентиль, и далее будет оставаться равным ему до начала очередной коммутации на следующий вентиль. В результате кривая выпрямленного напряжения, показанная жирной линией, будет отличаться от ранее полученной кривой u_d для идеализированного выпрямителя с мгновенной коммутацией (см. рис. 14, б) наличием в интервалах коммутации участков с меньшим напряжением.

Очевидно, это приведет к некоторому снижению среднего значения выпрямленного напряжения на величину, которая называется индуктивным падением напряжения (на рис. 20, б соответствует заштрихованным вольт-секундным площадкам) и определяется следующим образом:

Δ U_x = I_d X_тm/2π. (37)

Из выражения (37) следует, что индуктивное падение напряжения прямо пропорционально току нагрузки I_d, индуктивному сопротивлению Х_т обмоток трансформатора, числу фаз m схемы выпрямления (числу коммутационных процессов за период) и не зависит от угла регулирования а.

Среднее значение выпрямленного напряжения на нагрузке управляемого выпрямителя при токе I_d определяется выражением

U_d= U_d0C0Sɑ - I_d X_тm/2π (38)

Выражение для U_d неуправляемых выпрямителей с учетом коммутации могут быть получены из формулы (38), если положить в ней ɑ = 0.

Таким образом, коммутация тока вентилей (перекрытие фаз) уменьшает выпрямленное напряжение, увеличивает его пульсацию и время работы вентиля (фазы). Увеличение длительности работы фазы несколько уменьшает действующее значение тока фазы и вентиля, поэтому при расчете токов в элементах выпрямителя (например, I_a, I₂, I₁) перекрытие фаз можно не учитывать и пользоваться соотношениями табл. 3.

Инвертирование тока

Инвертированием называется процесс преобразования постоянного тока в переменный, т. е. процесс, обратный выпрямлению тока. При выпрямлении тока электрическая энергия передается из сети переменного тока к потребителю постоянного тока, а при инвертировании поток энергии направлен от источника постоянного тока в сеть переменного тока.

Инвертирование тока применяется для преобразования энергии постоянного тока в энергию переменного тока в линиях электропередачи постоянного тока, для рекуперативного торможения двигателей постоянного тока, питаемых от выпрямителей, для преобразования частоты и в других случаях.

Выходным звеном инвертора, работающего на сеть переменного тока, является трансформатор, параметры которого (число витков и количество обмоток) определяют значение и число фаз получаемого переменного напряжения (тока). Для получения переменного тока в обмотках трансформатора, подключенного к источнику постоянного тока, необходимо обеспечить периодический переход тока из одной обмотки в другую. Это достигается путем прерывания постоянного тока и распределения его по фазам трансформатора с помощью управляемых вентилей.

Изменение направления потока энергии требует изменения знака мощности P_d = U_dI_d, развиваемой выпрямителем, что может быть достигнуто путем изменения направления тока I_dили напряжения U_d. Но выпрямленный ток не может изменить своего направления относительно зажимов выпрямителя вследствие односторонней проводимости тиристоров, поэтому изменение знака мощности можно осуществить только за счет изменения знака среднего значения выпрямленного напряжения, что достигается в управляемом выпрямителе увеличением угла управления ɑ > 90°.

Переход от выпрямительного режима к инверторному рассмотрим на примере управляемого преобразователя, собранного по двухполупериодной схеме, в качестве нагрузки которого включены: аккумуляторная батарея с э.д.с. E_a сопротивление R_d и катодный дроссель L_d = ∞. Влиянием анодных индуктивностей L_a обмоток трансформатора пренебрегаем.

Пусть ɑ₁ < 90°, переключатель Пр находится в верхнем положении и среднее значение напряжения U_dB = U_d0 cos a₁ > E_a. Преобразователь работает выпрямителем на батарею, э.д.с. Е_а которой играет роль противодействующего напряжения, поэтому на рис. 21, 6 она показана ниже оси абсцисс.

Выпрямление тока, т. е. передача мощности от сети переменного тока в звено постоянного тока, начинается тогда, когда u₂ > 0 и тиристоры открываются при угле ɑ₁ = 60°, при котором напряжение U_dB превышает противо-э.д.с. E₂. Если индуктивность L_d = ∞, то ток i_d= I_d продолжает проходить по цепи и в последующем интервале времени, когда u₂< 0 за счет э.д.с. самоиндукции e_L, возникающей в индуктивности L_d(момент π — t₂ для Т₁ и т. д.).

Аккумуляторная батарея будет подзаряжаться выпрямленным током, среднее значение которого определяется выражением

I_dB =	u_dB - E_a	(39)
	R_d

Если постепенно увеличивать угол ɑ > ɑ₁, то будут уменьшаться напряжение U_dB и ток I_d. При ɑ₂ = 90° среднее значение выпрямленного напряжения U_dB = 0 (рис. 21, г) и преобразователь потребляет из сети только реактивную мощность, так как постоянная составляющая выпрямленного тока будет равна нулю.

Рис. 21. Работа управляемого преобразователя в выпрямительном и инверторном ре - жимах.

а — схема; б—д — кривые напряжений при различных углах д,.

Для перехода к инверторному режиму необходимо изменить полярность напряжения Е_a аккумуляторной батареи (переключатель Пр на рис. 21, а перебрасывается в нижнее положение) и одновременно увеличить угол управления ɑа до значений, превышающих 90°. При этом тиристоры Т₁ и Т₂ открываются и проводят ток в основном при отрицательных напряжениях u₂₁ и u₂₂ (рис. 21, г) под воздействием положительного напряжения Е_а, подаваемого от батареи через нагрузку R_d и вторичные обмотки трансформатора на аноды тиристоров.

При ɑ₃ > 90° среднее напряжение преобразователя становится отрицательным U_d_И = U_do cos ɑ₃ < 0, если оно будет меньше э.д.с. E_a, то через нагрузку будет проходить ток прежнего направления, среднее значение которого определяется выражением

I_d_И =	E_a-U_d_И	(40)
	R_d

Аккумуляторная батарея работает генератором на сеть переменного тока, а напряжение преобразователя играет роль встречной э.д.с.

Среднее значение отрицательного напряжения U_d_И будет тем больше, чем больше величина угла ɑ приближается к 180°. В инверторном режиме угол управления тиристорного преобразователя (ТП) обычно называют углом опережения управления, отсчитывают его от момента естественного закрывания вентиля (ωt = π) и обозначают буквой β (рис. 21, г). Сумма углов ɑ и β равна π (180°), тогда β = π — ɑ и среднее напряжение инвертора при угле опережения β:

U_dИ (U_d_β) = U_d₀ cos (π — β) = - U_d0 cos β, (41)

где U_d0 — напряжение инвертора при β = 0, равное напряжению выпрямителя при ɑ = 0.

Необходимо отметить, если в выпрямительном режиме возможна работа ТП с углами ɑ_мин = 0, то в инверторном режиме угол β_мин всегда должен быть больше 0°. Это связано с тем, что тиристору после отключения необходимо предоставить определенное время для восстановления запирающих свойств. В течение этого отрезка времени δ, которое составляет не более 1/100 длительности периода при δ ≈ (2 ÷ 4°), анодное напряжение тиристора должно быть отрицательным.

Обратное напряжение на закрытом тиристоре, как было показано при рассмотрении схем выпрямления в § 3, равно разности напряжений двух соседних фаз. По кривым рис. 21, в - д можно установить, что с увеличением угла ɑ > 90° напряжение на выключающемся тиристоре уменьшается. Так, для тиристора Т₁ напряжение U_a_-к, равное разности ординат напряжений u₂₁ — u₂₂, после закрытия Т₁в момент ωt₂при работе преобразователя с углом ɑ₂ = 90° равно отрицательной ординате — u_ба, с углом ɑ_з = 120° равно ординате u_r_в.

При угле управления ɑ = 180° (или β = 0) это напряжение становится равным нулю и далее положительным, что является недопустимым. Если закрывающийся тиристор за время β_мин не восстановит свои управляющие свойства, то в момент ωt = π он вступит в работу повторно и будет пропускать ток под воздействием суммы напряжений u₂₁ и E_а. Это явление приводит к короткому замыканию схемы или, как говорят, к опрокидыванию (прорыву) инвертора, так как одновременно будут работать оба тиристора T₁ и Т₂.

Если в анодных цепях тиристоров имеются индуктивности L_a, то необходимо учитывать процесс коммутации тока (рис. 21, д). В этом случае величина угла опережения β должна превосходить угол коммутации ƴ на величину угла δ не меньшего, чем это необходимо для полного восстановления запертого состояния тиристора. Следовательно, для нормальной работы тиристорного преобразователя в инверторном режиме требуется соблюдать условие

β_мин ≥ ƴ + δ.

Переход от режима выпрямления к режиму инвертирования можно обеспечить также путем изменения направления тока I_dпри сохранении неизменным полярности напряжения U_d и э.д.с. E_а. Для этого преобразователь (рис. 22, а) должен иметь вторую группу тиристоров T₄ — T_б, включенных таким образом, чтобы направление тока в них было противоположным направлению тока в тиристорах Т₁ — T₃ первой группы.

Рис. 22. Трехфазный реверсивный преобразователь.

а — схема; б—д — кривые напряжений при выпрямлении и инвертировании тока.

Вентили каждой группы включены по трехфазной нулевой схеме, а между собой группы соединены встречно-параллельно (встречно по отношению друг к другу, параллельно к нагрузке). Нагрузка в виде якоря двигателя постоянного тока подключается через дроссель L_d, обеспечивающий режим непрерывного тока, между общей точкой уравнительных дросселей 1УД и 2УД и нулевой точкой 0 трансформатора ТС.

Тиристоры Т₁ — T₂— Т₃, составляющие катодную группу, работают выпрямителем в области положительных напряжений на анодах (или вторичных обмоток трансформатора), а тиристоры T₄— T₅ — T_б, образующие анодную группу, - при отрицательных напряжениях на катодах.

Для получения определенной полярности и значения напряжения на нагрузке одна из групп вентилей переводится в выпрямительный режим (работает при ɑ < 90°), одновременно с этим вторая группа должна быть переведена в инверторный режим (устанавливается угол ɑ > 90°). В любом режиме работы двигателя, за исключением состояния покоя, углы управления ɑ и β обеих групп изменяются таким образом, чтобы среднее напряжение инвертора U_d_И было больше, чем среднее напряжение выпрямителя U_d_В на значение двойного падения напряжения в вентилях, т. е.

U_d_И — U_d_В — 2 ΔU_а. (42)

Если это равенство будет нарушено, то в замкнутом контуре, образованном двумя группами тиристоров (T₁ — T₂— T₃ и T₄ — T₅ — T₆) и вторичными обмотками трансформатора ТС, минуя цепь нагрузки, будет проходить ток, называемый обычно уравнительным током, среднее значение которого определяется:

I_ур =	U_d_В- 2 ΔU_a - U_d_и	,
	ΣR

где ΣR - сумма сопротивлений обмоток трансформатора, соединительных шин и вентилей.

Так как ΣR мало, то даже незначительное превышение U_dB над U_d_И +2 ΔU_а приведет к большому статическому уравнительному току, который бесполезно загружает трансформатор и вентили, создает дополнительные потери в них и может вызвать аварийное отключение установки аппаратурой токовой зашиты.

В переходных режимах (при пуске, торможении или реверсе двигателя) и при соблюдении условия (42) в отдельные моменты времени мгновенное значение напряжения выпрямителя может быть больше, чем напряжение инвертора. Вследствие этого возникает динамический (прерывистый) уравнительный ток, для ограничения которого применяются уравнительные дроссели 1УД и 2УД, включаемые последовательно с каждой из групп тиристоров (рис. 22, а).

Рассмотрим работу такой реверсивной системы с двумя группами вентилей.

Выпрямленное напряжение преобразователя будет равно нулю и двигатель не вращается, если отпирающие импульсы подаются на группы тиристоров со сдвигом на 90° по отношению к моменту естественного открывания (точки а, б, в для Т₁ — Т₂ — Т_з и к, л, м для T₄— Т₅— Т₆ на рис. 22, 6).

Пусть, например, группа тиристоров Т₁ — T₃ работает в выпрямительном режиме с углом ɑ₁ = 60°. Этому соответствует кривая напряжения U_d, изображенная на рис. 22, в. Будем считать, что при этом преобразователь имеет напряжение U_dB1 , а двигатель правое вращение и противо-э.д.с. Е_a. В режиме непрерывного тока (при большой индуктивности дросселя L_d) в цепи: обмотки трансформатора TС — тиристоры Т₁(Т₂, T₃) - дроссель 1УД- якорь двигателя Д- дроссель L_d - нулевая точка 0 трансформатора ТС будет проходить ток, среднее значение которого определяется выражением

I_d_В₁ =	U_d_В₁ - E_a	.
	R_d

Предположим, что двигатель необходимо затормозить и сообщить ему левое вращение. Для этого следует угол управления a₁ первой группы увеличить до 90°, а ɑ₂ - второй - изменить с 90° до 115°. Тиристоры Т₁ — Т₃ закроются (при ɑ₁ = 90°, U_d1 = 0), а тиристоры T₄— T₆ будут открыты и проводят ток при положительных значениях переменных напряжений на катодах. Напряжение на зажимах преобразователя будет иметь прежний знак, но значение его U_d_И2 будет несколько меньше э.д.с. Е_a двигателя (рис. 22, г).

В цепи Д — Т₄(Т₅, Т₆) — ТС будет проходить ток под действием положительной по отношению к анодам тиристоров T₄ — T₅ — Т₆ э.д.с. E_а. Значение этого тока определяется выражением

I_d_И₂ =	- E_a + U_d_И2	= -	E_a - U_d_И2	.
	R_d		R_d

Преобразователь будет работать инвертором, преобразуя постоянное напряжение, вырабатываемое двигателем, в переменное напряжение в обмотках трансформатора. Двигатель будет тормозиться и начнет возвращать энергию в сеть, так как ток I_d изменил знак. Для поддержания значения тока I_d_И в процессе торможения на достаточном уровне необходимо уменьшать угол ɑ₂ управления тиристорами по мере снижения частоты вращения двигателя Д, чтобы обеспечить неравенство E_a> U_d_И2, так как э.д.с. якоря изменяется пропорционально частоте вращения двигателя.

При угле ɑ₂ = 90° двигатель остановится, а если еще уменьшить угол управления ɑ₂, например до 60°, то группа тиристоров Т₄ — Т₅ — Т₆ перейдет работать в выпрямительный режим (рис. 22, д) и будет проводить ток при отрицательных значениях напряжения u₂ на катодах. Напряжение U_dB2 преобразователя изменит знак на обратный (по сравнению со знаком U_dB1 при ɑ₁ = 60°), двигатель будет вращаться в обратную сторону (левое вращение) и э.д.с. Е_a также изменит свой знак.