6脉冲和12脉冲的比较
6脉冲12脉冲可控硅整流器原理与区别
6脉冲12脉冲可控硅整流器原理与区别6脉冲和12脉冲可控硅整流器是一种用于交流电转直流电的电力电
子装置。它们的主要原理和区别如下:
1.原理
可控硅整流器是一种半电压型整流装置,通过控制可控硅的导通角,
改变可控硅导通时间的方式,将交流电转换成直流电。可控硅整流器的主
要控制参数有触发脉冲角度和触发脉冲宽度。
6脉冲可控硅整流器的原理是在单相交流电源上,通过两组互相相差60°的三相整流方式,使得输出的直流电压带有6个整流脉动。
12脉冲可控硅整流器的原理是通过两个直流电枢和两组互相相差30°的三相整流方式,在一个周期内产生12个整流脉动,从而减小了脉动幅值,得到了更平滑的直流输出电压。
2.区别
2.1.输出电压波形
6脉冲可控硅整流器的输出电压波形带有6个整流脉动,脉动幅值较大,相对于12脉冲可控硅整流器而言,输出的直流电压波动较大。
12脉冲可控硅整流器通过在一个周期内产生12个整流脉动,脉动幅
值较小,输出的直流电压波动较小。相对于6脉冲可控硅整流器而言,得
到了更平滑的直流输出电压。
2.2.输出电流波形
6脉冲可控硅整流器的输出电流波形带有6个整流脉动,脉动幅值较大。
12脉冲可控硅整流器的输出电流波形带有12个整流脉动,脉动幅值更小。
2.3.效率
12脉冲可控硅整流器相对于6脉冲可控硅整流器而言,由于输出电压波动更小,脉动幅值更小,因此具有更高的效率。
2.4.成本
12脉冲可控硅整流器相对于6脉冲可控硅整流器而言,由于结构复杂性更高,需要控制电路和相应的控制技术,所以成本更高。
综上所述,12脉冲可控硅整流器相对于6脉冲可控硅整流器来说,输出的直流电压和电流波动更小,效率更高,但成本也更高。在实际应用中,可根据需求和成本的考虑来选择合适的可控硅整流器。
UPS_6脉冲整流器、12脉冲整流器和IGBT整流器技术区别
UPS 6脉冲整流器、12脉冲整流器和IGBT 整流器技术区别
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。
三相桥式整流电路忽略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:
iA=2⨯31/2/π⨯Id( sinwt -1/5sin5wt -1/7sin7wt +1/11sin11wt +1/13sin13wt -
1/17Sin17wt -1/19sinwt +…) (1-1)
由此可得以下简洁的结论:电流中含6k ±1(k 为正整数)次谐波,各次谐波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。
2、12脉冲整流器
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。
电池及 逆变器 输入
电池及 逆变器 输入 II
桥1的网侧电流傅立叶级数展开为:
iIA=iIa=2⨯31/2/π⨯Id( sinwt-1/5sin5wt-1/7sin7wt+1/11sin11wt+
1/13sin13wt-1/17Sin17wt-1/19sinwt+…) (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︒。
iIA=2⨯31/2/π⨯Id( sinwt+1/5sin5wt+1/7sin7wt+1/11sin11wt+
UPS_6脉冲整流器、12脉冲整流器和IGBT整流器技术区别
UPS 6脉冲整流器、12脉冲整流器和IGBT 整流器技术区别
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。
三相桥式整流电路忽略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:
iA=2⨯31/2/π⨯Id( sinwt -1/5sin5wt -1/7sin7wt +1/11sin11wt +1/13sin13wt -
1/17Sin17wt -1/19sinwt +…) (1-1)
由此可得以下简洁的结论:电流中含6k ±1(k 为正整数)次谐波,各次谐波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。
2、12脉冲整流器
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。
电池及 逆变器 输入
电池及 逆变器 输入 II
桥1的网侧电流傅立叶级数展开为:
iIA=iIa=2⨯31/2/π⨯Id( sinwt-1/5sin5wt-1/7sin7wt+1/11sin11wt+
1/13sin13wt-1/17Sin17wt-1/19sinwt+…) (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︒。
iIA=2⨯31/2/π⨯Id( sinwt+1/5sin5wt+1/7sin7wt+1/11sin11wt+
6脉冲与12脉冲整流
6脉冲、12脉冲整流器原理与区别
摘要:本文从理论推导、实测数据分析、谐波分析和改善对策、性能对比四个方面详细阐述6脉冲和12脉冲整流器的原理和区别。对大功率UPS的整流技术有一个深入全面的剖析。
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。
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:
xLx (jHiiat--sin S M--dn7at + —siiillai + —一-—smlT^t一- del 知
5 7 11 13 1719
(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。
桥1的网侧电流傅立叶级数展开为:
■ Ij ■ tiuird ' wEdar- '、血_01 * ' Mtd lor * ' fiitl 如
+ . .}
iA n 4
5 7 11 13
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(1-2)
600 0 400,0
200 0 W 0.0 ^200,0
-400.0 600 0 400 O 200,0 £ 0.0 -200 0 -4 00 0
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 流器,
6脉动整流与12脉动整流
6脉冲与12脉冲可控硅整流器原理与区别
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)组成得全桥整流,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、
当忽略三相桥式可控硅整流电路换相过程与电流脉动,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,各次谐波得有效值与谐波次数成反比,且与基波有效值得比值为谐波次数得倒数。
图1、1 计算机仿真得6脉冲A相得输入电压、电流波形
2、12脉冲整流器原理:
12脉冲就是指在原有6脉冲整流得基础上,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与II两个三相整流电路就就是通过变压器得不同联结构成12相整流电路、
12脉冲整流器示意图(由2个6脉冲并联组成)
桥1得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)
故合成得网侧线电流
(1—4)
可见,两个整流桥产生得5、7、17、19、.。。次谐波相互抵消,注入电网得只有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,而与基波有效值得比值为谐波次数得倒数、
图1。2 计算机仿真得12脉冲UPS A相得输入电压、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。
UPS_6脉冲整流器、12脉冲整流器和IGBT整流器技术区别
UPS_6脉冲整流器、12脉冲整流器和IGBT整流器技术区别UPS 6脉冲整流器、12脉冲整流器和IGBT 整流器技术区别
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。
三相桥式整流电路忽略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:
iA=2?31/2/π?Id( sinwt -1/5sin5wt -1/7sin7wt +1/11sin11wt +1/13sin13wt -
1/17Sin17wt -1/19sinwt +…) (1-1)
由此可得以下简洁的结论:电流中含6k ±1(k 为正整数)次谐波,各次谐波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。
2、12脉冲整流器
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。
电池及逆变器输⼊
电池及逆变器输⼊ II
桥1的⽹侧电流傅⽴叶级数展开为:
iIA=iIa=2?31/2/π?Id( sinwt-1/5sin5wt-1/7sin7wt+1/11sin11wt+
1/13sin13wt-1/17Sin17wt-1/19sinwt+…) (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?。
iIA=2?31/2/π?Id( sinwt+1/5sin5wt+1/7sin7wt+1/11sin11wt+
6脉冲与12脉冲区别
大功率UPS 6脉冲与12脉冲可控硅整流器原理与区别
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)组成得全桥整流,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。
当忽略三相桥式可控硅整流电路换相过程与电流脉动,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,各次谐波得有效值与谐波次数成反比,且与基波有效值得比值为谐波次数得倒
数。
图1、1 计算机仿真得6脉冲A相得输入电压、电流波形2、12脉冲整流器原理:
12脉冲就是指在原有6脉冲整流得基础上,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与II两个三相整流电路就就是通过变压器得不同联结构成12相整流电路。
12脉冲整流器示意图(由2个6脉冲并联组成)
桥1得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)
故合成得网侧线电流
(1-4)
可见,两个整流桥产生得5、7、17、19、、、、次谐波相互抵消,注入电网得只有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,而与基波有效值得比值为谐波次数得倒数。
图1、2 计算机仿真得12脉冲UPSA相得输入电压、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。
UPS电源6脉冲整流器和12脉冲整流器的优劣分析
UPS电源6脉冲整流器和12脉冲整流器的优劣分析
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。
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。
某型号大功率UPS谐波实测数据表:
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,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。
通过对6脉冲和12脉冲的整流和滤波的对比,我们明显看出,6脉冲和12脉冲具有以下的不用的优缺点:
1、6脉冲SCR整流很大,较低谐波畸变严重
2、12脉冲SCR整流+30°移相变压器+11次谐波滤波器较小高谐波抑制效果较好移相变压器谐波抑制效果不如输入隔离变压器
3、12脉冲SCR整流+输入隔离变压器+11次谐波滤波器+13次谐波滤波器很小最高:
(1) 输入总谐波畸变很低(2) 功率因数较高
(3) 可靠性高、技术成熟(4) 相对成本低体积较大
5、6脉冲SCR整流+混合滤波器最小较低谐波抑制效果非常好,输入总谐波畸变很低
(1) 存在误补偿问题(2) 可靠性不高
(3) 系统效率低(4) 成本太高
性能对比列表:
从上表可以看到,12脉冲整流器在多项性能指标上均优于6脉冲整流器。12脉冲整流技术自70年代诞生自今,经过不断改进和完善,现已逐渐成为大功率UPS整流器的优选技术。
综上所述,12脉冲整流器先天具有谐波低、可靠性高的优点。
6脉冲整流器和12脉冲整流器介绍
6脉冲整流器和12脉冲整流器介绍
由于不断电系统之输入端需进行交、直流电压转换,而传统UPS 一般均采用可控硅整流器构成的6脉冲整流器整流电路。此电路的问题在于将造成系统输入功率因数恶化及输入电流谐波失真率增加等负面影响。对此相关问题,亦可利用功率因数矫正电路技术进行改善。然而受限于成本因素,目前该项技术仍较适合应用于中低功率型系统。较大容量之交、直流整流器设计,尚需藉由可控硅整流器予以达成,对此一般可以可采用12脉冲整流器和主动电力滤波器补偿,下文主要介绍6脉冲和12脉冲整流器的结构
图1绘出一典型的3相6脉冲整流器架构,当系统处于理想的运转状况下,市电电感L S 可假设为零,且视直流电感L d 足够大使得直流输出电流无涟波成分,今如令整流器触发角为α,则自市电引入之电流i s 可表示为:
())sinh()sin(21αωαω-+-=t i t i i h S
(1) o h I h i π6
=, h =6n ±1, (n=1, 2, 3,…) (2)
其中i h 为市电谐波电流。由上式可看出,3相6脉冲整流器主要之谐波电流成分为5次谐波,而其总谐波含量约为30%。为达到提高功因及降低谐波成分的目的,可在不断电系统之电源输入侧并联LC 滤波器使用。至于谐波滤波器之设计方式可根据下式决定:
LC
f h π21= (3) 其中f h 为谐波频率、L 为滤波电感、C 为电容值。由于6脉波型整流器所产生之最低阶谐波为5次谐波,目前该型不断电系统机种常采5阶及(或)7阶型滤波器设计。 相控整流器直流
6脉动整流与12脉动整流
6脉冲与12脉冲可控硅整流器原理与区别
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。
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。
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。
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。
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。
6脉冲、12脉冲可控硅整流器原理与区别
6脉冲、12脉冲可控硅整流器原理与区别
6脉冲、12脉冲可控硅整流器原理与区别
摘要:本文从理论推导、实测数据分析、谐波分析和改善对策、性能对比四个方面详细阐述6脉冲和12脉冲整流器的原理和区别。对大功率UPS的整流技术有一个深入全面的剖析。
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。
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:
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。
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。
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:
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?
故合成的网侧线电流
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
UPS 6脉与12脉区别
大功率UPS 6脉冲与12脉冲可控硅整流器的区别
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。
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)
由公式(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。 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。
...)19sin 19
1
17sin 17113sin 13111sin 1117sin 715sin 51(sin 32+--++--⨯⨯⨯
=t t t t t t t I i d A ωωωωωωωπ
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。
6与12脉冲整流器原理
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。
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。
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。
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。
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。
6脉冲和12脉冲的区别
6脉冲、12脉冲可控硅整流器的技术比较
一、6脉冲整流器技术原理
6脉冲是指以6个可控硅(晶闸管)组成的全整流桥,由于有6个开关脉冲对6个可控硅分别进行控制,所以叫6脉冲整流。整流原理及整流波形如下所示:
二、12脉冲整流器技术原理
12脉冲是指在原有6脉冲的基础上,在输入端增加了移相变压器之后再增加一组之后以6脉冲整流器,使得整流由12脉冲整流器完成,因此叫12脉冲整流.
三、6脉冲整流器以及12脉冲整流器的谐波分析理论计算谐波表:
某型号大功率UPS谐波实测数据表:
四、6脉冲整流器与12脉冲整流器的比较
五、结论
终上所述,12脉冲整流器比12脉冲整流器具有更好的谐波抑制功能,对电网的干扰更少,从而大大减少设备因电网干扰而导致的停机、误跳闸风险以及寿命的减少等,但由于结构及控制更复杂,增加了1组6脉冲整流器以及移相变压器,导致成本上升较多。12脉冲整流器的适应环境更加广泛,在恶劣的环境下更具有应有优势!
6脉冲与12脉冲区别
大功率UPS 6脉冲与12脉冲可控硅整流器原理与区别
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。
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。
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。
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。
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。
工频大功率UPS 6脉冲与12脉冲可控硅整流器原理与区别
大功率UPS 6脉冲与12脉冲可控硅整流器原理与区别
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摘要:本文从理论推导、实测数据分析、谐波分析和改善对策、性能对比四个方面详细阐述6脉冲和12脉冲整流器的原理和区别。对大功率UPS 的整流技术有一个深入全面的剖析。
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。
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。
...)19sin 19
1
17sin 17113sin 13111sin 1117sin 715sin 51(sin 32+--++--⨯⨯⨯
=t t t t t t t I i d A ωωωωωωωπ
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。
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)
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(一) 6脉冲整流器的原理。参照图1A 图1B
图1A 为电流源型变频器中常用的6脉波晶闸管电流源型蒸馏电路结构,图1B 为该电路典型的输入波形,输入电流中含有很好的谐波分量,输入电流的5次谐波可达20%,7次谐波可达12%(见图3)。由于晶闸管的快速换相,还会产生一定的高次谐波,可达35次谐波以上,高次谐波会对电话等通信线路产生一定的干扰。整流电路总的谐波电流失真约为30%,所以一般要设置输入谐波滤波器。滤波器体积庞大且影响系统的效率,额外增加投资,滤波器的设计与电网参数和负载工况都有关系,一旦参数和工况发生变化,滤波器又得重新调整,十分不便,且影响滤波效果。
(二)12脉波整流器的原理 在图2A 中,整流器由两组晶闸整流串联而成,分别由输入变压器的两组二次绕组(星形和三角形互差30°电角度)供电。
这种整流电路的优点是把整流电路的脉波数由6提高到12,从而大大改善输入电流波形(见图2B ),降低输入谐波电流,总谐波电流失真约10%左右(见图3)。虽然12脉波整流电路的谐波电流必然谐波结构的大大下降,但还不能达到IEEE519—1992标准规定的在电网短路电流小于20倍负载电流时,总谐波电流失真小于5%的要求。因此,一般也要安装谐波滤波装置。
三 12脉冲整流器与6脉冲的优势差异分析 (一)比6脉冲更具有环保概念
1 电流高谐波成份少,所以不电网电源。
2 有12脉冲整流装置,故输入功因率高大约≥0.85,因此总体效率亦比6脉冲整流器高。 (二)成本较高
1 由图1 A 及图2A 所示,12脉冲整流器必须加Δ及у双硫组变压器,故变压器成本较高。
2 控制电路较复杂及元件亦较6脉冲整流,因此施工成本亦较高。 (三)安全顾虑
电场为十分重要的场所,DCS 的控制影响电厂操作的安全,如果谐波电信过大会造成辐射及干预,
易使设备错误动作,及降低寿命。
注:得出结论是如英威腾高压变频每一个功率单元就是一个6脉冲。例:
3KV共9个功率单元,每相3个*6脉冲就是18脉冲变频器
6KV共15个功率单元,每相5个*6脉冲就是30脉冲变频器
3KV共24个功率单元,每相8个*6脉冲就是48脉冲变频器