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UPS 6脉冲与12脉冲可控硅整流器原理与区别

UPS 6脉冲与12脉冲可控硅整流器原理与区别

点击数:7845 次   录入时间:03-04 11:45:20   整理:http://www.55dianzi.com   电源类

  一、理论推导

    1、6脉冲整流器原理:

    6脉冲指以6个可控硅(晶闸管)组成的全桥整流,由于有6个开关脉冲对6个可控硅分别控制,所以叫6脉冲整流。

UPS电源

 

    当忽略三相桥式可控硅整流电路换相过程和电流脉动,假定交流侧电抗为零,直流电感为无穷大,延迟触发角a为零,则交流侧电流傅里叶级数展开为:

   

    (1-1)

    由公式(1-1)可得以下结论:

    电流中含6K±1(k为正整数)次谐波,即5、7、11、13…等各次谐波,各次谐波的有效值与谐波次数成反比,且与基波有效值的比值为谐波次数的倒数。

     

UPS电源

图1.1 计算机仿真的6脉冲A相的输入电压、电流波形

    2、12脉冲整流器原理:

    12脉冲是指在原有6脉冲整流的基础上,在输入端、增加移相变压器后在增加一组6脉冲整流器,使直流母线电流由12个可控硅整流完成,因此又称为12脉冲整流。

    下图所示I和II两个三相整流电路就是通过变压器的不同联结构成12相整流电路。

 

UPS电源

12脉冲整流器示意图(由2个6脉冲并联组成)

    桥1的网侧电流傅立叶级数展开为:

   

    (1-2)

    桥II网侧线电压比桥I超前30°,因网侧线电流比桥I超前30°

   

    (1-3)

    故合成的网侧线电流

    (1-4)

    可见,两个整流桥产生的5、7、17、19、…次谐波相互抵消,注入电网的只有12k±1(k为正整数)次谐波,即11、13、23、25等各次谐波,且其有效值与与谐波次数成反比,而与基波有效值的比值为谐波次数的倒数。

UPS电源

 

图1.2 计算机仿真的12脉冲UPS A相的输入电压、电流波形

 

    二、实测数据分析。

    以上计算为理想状态,忽略了很多因数,如换相过程、直流侧电流脉动、触发延迟角,交流侧电抗等。因此实测值与计算值有一定出入。

    理论计算谐波表:

    谐波次数

    5th

    7th

    11th

    13th

    17th

    19th

    23th

    6脉冲谐波含量

    20%

    14%

    9%

    8%

    6%

    5%

    4%

    12脉冲谐波含量

    0%

    0%

    9%

    8%

    0%

    0%

    4%

     

    某型号大功率UPS谐波实测数据表:

    谐波次数

    5th

    7th

    11th

    13th

    17th

    19th

    23th

    6脉冲谐波含量

    32%

    3%

    8%

    3%

    4%

    2%

    2%

    12脉冲谐波含量

    1%

    1%

    9%

    4%

    1%

    1%

    2%

     

    从以上两表对比可得,6脉整流器谐波含量最大为5次谐波、12脉整流器强度最大为11次谐波,与理论计算结果一致。6脉5次谐波实测值较计算值偏大,12脉11次谐波实测值与计算值相同。
 




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