6脈沖與12脈沖區(qū)別

1、大功率UPS6脈沖與12脈沖可控硅整流器原理與區(qū)別、理論推導1、6脈沖整流器原理：6脈沖指以6個可控硅（晶閘管）組成的全橋整流，由于有6個開關(guān)脈沖對6個可控硅分別控制，所以叫6脈沖整流.負威taT6 6脈沖整流偶當忽略三相橋式可控硅整流電路換相過程和電流脈動，假定交流側(cè)電抗為零，直流電感為無窮大，延遲觸發(fā)角a為零，則交流側(cè)電流傅里葉級數(shù)展開為：55 】1 1L Lijij= =i ixijxxijx(miliar(miliar一一品】53M53M疝江過+sinlsinl十一足】1 1% %-疝+*,+*,J JJT5 57 71!1!UrUr1919(1-1)由公式（1-1）可得以下結(jié)論：電流

2、中含6K?1（k為正整數(shù)）次諧波，即5、7、11、13。.等各次諧波， 各次諧波的有效值與諧波次數(shù)成反比， 且與基波有效值的比值為諧波次數(shù)的倒600600OnOn4004000 0- -200.0-200.0-乏0.00.0二2 2go-400go-4000-0-600.0-600.040004000 20002000三0.00.0-200-20000-I-I000000圖1。1計算機仿真的6脈沖A相的輸入電壓、電流波形2、12脈沖整流器原理：12脈沖是指在原有6脈沖整流的基礎(chǔ)上，在輸入端、增加移相變壓器后在增加一組6脈沖整流器，使直流母線電流由12個可控硅整流完成，因此又稱為12脈沖整流。下

3、圖所示I和II兩個三相整流電路就是通過變壓器的不同聯(lián)結(jié)構(gòu)成12相整流電路。12脈沖整流器示意圖（由2個6脈沖并聯(lián)組成）橋1的網(wǎng)側(cè)電流傅立葉級數(shù)展開為：X/J- -lanSofsiitTaiflanSofsiitTaif MilJoeMilJoe/IsiHiJbif.Lflidllhf/IsiHiJbif.Lflidllhf.L.LgHdatgHdat* *霾霾* *5 57 7ILIL13131119(1-2)橋II網(wǎng)側(cè)線電壓比橋I超前30?,因網(wǎng)側(cè)線電流比橋I超前30?h h對疝網(wǎng)疝1 1,河十1 1iii-ibfiii-ibf1-NiiiJar+1-NiiiJar+wlSwwlSw力 q1

4、Uq1Uree(1-3)故合成的網(wǎng)側(cè)線電流iiA+4xxJ/xfsuiat+smllol+疝1LSat.)附1113gw撕個GM庠!f可見，兩個整流橋產(chǎn)生的5、7、17、19、.。次諧波相互抵消，注入電網(wǎng)的只有12k?1（k為正整數(shù)）次諧波，即11、13、23、25等各次諧波，且其有效值與與諧波次數(shù)成反比,而與基波有效值的比值為諧波次數(shù)的倒數(shù)。6g.e6g.eII40004000?00.0-?00.0- 00-200.00-200.0-TOO0-TOO6 6圖1.2計算機仿真的12脈沖UPSA相的輸入電壓、電流波形二、實測數(shù)據(jù)分析。以上計算為理想狀態(tài)，忽略了很多因數(shù)，如換相過程、直流側(cè)電流脈動

5、、觸發(fā)延遲角,交流側(cè)電抗等.因此實測值與計算值有一定出入。理論計算諧波表：諧波次數(shù)5th7th11th13th17th19th23th6脈沖諧波含量20%14%9%8%16%5%4%12脈沖諧波含量0%0%9%8%0%0%4%某型號大功率UPS諧波實測數(shù)據(jù)表諧波次數(shù)5th7th11th13th17th19th23th6脈沖諧波含量32%3%8%3%14%2%2%12脈沖諧波含量1%1%9%4%1%1%2%從以上兩表對比可得，6脈整流器諧波含量最大為5次諧波、12脈整流器強度最大為11次諧波，與理論計算結(jié)果 一 致 。6脈5次 諧 波 實 測 值 較 計 算 值 偏 大， 1 2脈1 1次 諧

6、波 實 測 值 與 計 算 值 相 同 。、諧波分析和改良對策RMS:220,58RMS:220,58Ty諧波可能造成配電線纜、變壓器發(fā)熱，降低通話質(zhì)量，空氣開關(guān)誤動作，發(fā)電機喘振等不良后果；諧波按電流相序分為+序（3k+1次,k為0和正整數(shù)）、一序（3k+2次，k為0和正整數(shù)）、0序（3k次，k為正整數(shù)）.+序電流使損耗加重，一序電流使電機反轉(zhuǎn)、發(fā)熱，0序電流使中線電流異常增大。從實測彳1可見,6脈整流器5次諧波最大，可加裝5次濾波器來抑制諧波；12脈整流器11次諧波最大，可加裝11次濾波器來抑制諧波。濾波器原理圖如下：圖：常用的LC濾波器原理圖某型號大功率UPS加裝濾波器后諧波對比表如下：

7、諧波次數(shù)3th5th7th11th13th17th19thTotalIEC60003-4指標要求21.6%10。7%7。2%3。1%2%1.2%1。1%25%6脈沖諧波含量32%3%8%3%14%2%30%6脈整流器+5次濾波器2%1%7%2%3%2%9%12脈沖諧波含量1%1%9%4%1%1%10%12脈整流器+11次濾波器1%1%3%2%1%1%4。5%從上表可以看出，加裝濾波器對諧波抑制作用非常明顯。需要特別指出的是： 6脈沖+5次諧波濾波器的配置可以達到于5次諧波（250Hz）濾波器的電容容值較大，在UPS負載較輕輸入電流會超前輸入電壓，如果發(fā)電機的勵磁繞組采用自勵方式，應，發(fā)電機輸出

8、電壓會異常升高，導致發(fā)電機進入保護狀態(tài)而停機波器方案不建議在UPS負載較輕時使用.當實際負載較輕時，可將上脫出。而單才的12脈整流器也可達到10%左右的電流諧波指標,避免了與發(fā)電機的勵磁正反饋效應.LJT9%左右的諧波要求，但是由15喊定負載）時，整流器很容易產(chǎn)生電樞正反饋效.因此6脈沖+5次諧波濾5次諧波濾波器從整流器但是沒有大電容的LC電路,UP9J=EI采用12脈沖整流器+11次諧波器可達到小于4。5%勺電流諧波指標。單次諧波和總諧波含量均滿足IEC61000-3-4的指標要求.附表1:在配置不同負載條件下，輸入電流諧波總含量數(shù)據(jù)輸入諧波總含量空載25%負載50%負載75%負載6脈沖86

9、%65%50%30%6脈沖+5次濾波器50%30%1520%1012%12脈沖20%15%12%9.5%12脈沖+11次濾波器1215%812%58%4.5%附表2:某型號400KVA12脈沖+11次濾波器UPS輸入電流總諧波含量表負裁百分比電池諧波分量THDI%總諧波電流絕對值100%4.5%33A75%5%28A50%8%29A40%10%29A30%12%27A影響電網(wǎng)的是諧波電流的絕對值，而不是諧波電流的百分比.由上表可以看出，在滿載情況下，諧波電流絕對值最大；在半載及輕載情況下，諧波電流絕對值均不超過100%滿載諧波電流絕對值。12脈沖+11次諧波濾波器具有最小的效輸入電流總諧波，同

10、時還可避免有源濾波器“誤補償”、 系統(tǒng)效率低等缺點， 因12脈沖+11次諧波濾波器此對電網(wǎng)的污染最低，適用于可靠性要求較高的場合使用。四、性能對比項目6脈整流器+5次濾波器12脈整流器+11次濾波器12脈整流器+11次濾波器的技術(shù)優(yōu)勢1、輻射到電網(wǎng)的輸入電流諧波含量10%4。5%由于整流濾波型負裁引入市電電網(wǎng)會造成電網(wǎng)被污染”， 由此而造成大量的高次諧波電流流過整個供電系統(tǒng)。為此，將會造成流過中線的電流過流及電動機負裁異常發(fā)熱.為解決上述問題：建議配置12脈沖整流器加11次諧波濾波器， 從而確保用戶電網(wǎng)的供電質(zhì)量達到綠色電源標準。2.能耗較大較小輻射到電網(wǎng)的輸入電流諧波含量小高次諧波會在輸入電

11、力變壓器、 電纜上產(chǎn)生附加熱損，造成能源浪費。3.發(fā)電機宕機易不會避免了勵磁繞組的正反饋效應4.引起開關(guān)誤動作易不易5.UPS前端需發(fā)電機容量大,要求按1。62倍配置發(fā)電機的容量更小，按1。51.8倍配置發(fā)電機的容量6脈沖整流器UPS需1。8倍以上油機容量12脈沖整流器只需1。5倍油機容量6.UPS輸入開關(guān)、電纜容量配置增加不增加由于6脈沖整流輸入峰值電流較大，變壓器，斷路器，電纜等均需降額使用，從而導致投資費用增加。7。整流器輸出紋波電壓較大降低50%12脈沖整流器輸出的直流電壓的紋波是6脈沖的50%,大大降低了電池充電時的紋波影響，可啟效延長電池的壽命。從上表可以看到，12脈沖整流器在多項性能指標上均優(yōu)于6脈沖整流器。12脈沖整流技術(shù)自7