12脉冲与IGBT高频整流器
12脉中频电源技术参数英文翻译
0.95.
Dominated by thyristor control components, better
energy-saving effect, comprehensive performance fully
superior to 6 pulse common thyristor intermediate -frequency
power source(KGPS), power consumption per ton of hot metal
reduce 100 Kw.h (100℃), meeting harmonic requirements.
Compared with IGBT intermediate frequency power source,
Ps750
Rated
750
power（kW）
Input
660
PS100 0 1000
660
PS200 0 2000
660
PS250 0 2500
660
PS300 0 3000
900
PS400 0 4000
900
PS500 0 5000
900
PS60 00 6000
900
类 型：中频炉技术说明 称：《12 脉中频电源技术参数英文翻译》
80min
12 pulse intermediate frequency power source 380V 800 KVA 160A 28℃
50min
Power consumption per 710Kwh ton of hot metal
570 Kwh
Technical parameters:
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。
12脉波整流电路原理
12脉波整流电路原理
12脉波整流电路是一种高效的电力转换技术，它可以将交流电转换为直流电，同时减少了输出的脉动和谐波。
其原理基于三相交流电源的正弦波形，通过控制三相桥式整流器中的开关管，使得每个半周期内都能够有两个开关管被导通，从而实现了12个脉冲的整流。
在12脉波整流电路中，三相桥式整流器是核心部件。
其由6个二极管和6个可控硅组成，分别连接在三相交流电源的对应位置上。
当交流电源中某一相的正半周时，该相对应的可控硅导通，而其他两个可控硅则不导通。
当另外一相出现正半周时，则对应该相的可控硅导通，而前一个可控硅则停止导通。
如此循环下去，在一周期内就会出现12次开关变化。
由于12脉波整流器中每个半周期都有两个开关管被导通，因此输出端得到了更加平稳的直流输出。
同时，在输入端也减少了谐波污染和功率因数问题。
需要注意的是，在实际应用中需要进行适当的控制和保护。
例如，需要对可控硅的触发角度进行控制，以确保输出电压稳定。
同时，还需要考虑可控硅的损坏和过流保护等问题。
总之，12脉波整流电路是一种高效、稳定的电力转换技术。
其原理基于三相交流电源的正弦波形，在适当的控制下可以实现更加平稳和低谐波的直流输出。
在实际应用中需要进行适当的控制和保护，以确保系统的安全和可靠性。
高频整流器工作原理
高频整流器工作原理高频整流器是一种常用于电源开关的电路，其工作原理基于二极管的正向导通和反向截止。
在实际应用中，高频整流器可以用来将交流电源转换为直流电源，以满足设备对不间断和稳定电源的需求。
下面我们将详细解释高频整流器的工作原理。
高频整流器示意图如下所示:高频整流器主要由变压器、桥式整流电路、滤波电路和负载组成。
其中变压器用于将输入交流电压变换为所需的电压，桥式整流电路将交流电源转换为直流电源，滤波电路移除直流电源中残余的交流成分，最终将输出电源送到负载处。
我们接下来逐步详细解释高频整流器的工作过程。
1. 变压器变压器作为高频整流器的第一步，其主要功能是将输入的交流电压变换为所需的直流电压。
变压器可以通过使用不同的匝比来实现这个功能。
当变压器的次级绕组首尾相接时，其产生的电压等于输入电源电压的两倍。
因此，变压器的变比必须经过适当的调整，以实现正确的输出电压。
2. 桥式整流电路桥式整流电路是一个四个二极管组成的电路，它将输入交流电源转换为直流电源。
在桥式整流器中，输入电源的正半周期被导通的二极管D1和二极管D2放大，而输入电源的负半周期被导通的二极管D3和二极管D4放大。
这样，桥式整流器能够将整个输入信号转换为一个带有正半周和负半周的直流输出。
3. 滤波电路滤波电路主要用于消除直流电源中的残余交流成分。
滤波电路通常由电容器、电感器和阻抗组成。
在滤波器中，电容器将交流信号短路，而电感器则消除残留的交流成分。
最后，阻抗用于限制负载电流和稳定电源。
4. 负载负载用于接收直流电源，并将电源转换为所需的形式。
负载可以是任何设备，包括发电机、电机、电灯等。
总的来说，高频整流器是一个使用变压器、桥式整流电路、滤波电路和负载组成的电路。
当整个电路接通时，变压器将输入交流电源变换为所需的直流电压，桥式整流电路将交流电源转化为直流电源，滤波电路消除直流电源中的残余交流成分，负载接收直流电源并将其转换为所需的形式。
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+1/13sin13wt+1/17Sin17wt+1/19sinwt+…) (1-3)故合成的网侧线电流iA=iIA+iIIA=4⨯31/2/π(sinwt+1/11sinwt+1/13sin13wt+…)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。
高频机型UPS的几个“致命弱点”论值得商榷
高频机型UPS的几个“致命弱点”论值得商榷王其英前言/tech/nr.aspx?id=1373目前已进入高频机UPS逐步代替工频机UPS的年代，当然替代的过程并不是一帆风顺。
人们使用了几十年的工频机UPS，已经熟悉了这种电源形式，突然要换机型还不能一下子适应，所以对那些为工频机UPS的赞歌听着比较顺耳，同时对高频机UPS的一些指责也容易接受，就这样一拍即合。
岂不知在一定程度上损害了用户的利益，也有勃于当今的国策。
常常会听到这样的说法：高频机UPS是好东西，但由于我们的系统非常重要，要求供电的可靠性非常高，所以还是用工频机UPS可靠。
言下之意，高频机UPS不可靠。
岂不知可靠性是设计出来的，即一台机器的可靠性如何取决于采用了哪一级可靠性标准。
举一个简单的例子，一个UPS中常用的120⨯120的轴流风机，有十几元一只的，也有上百元一只的，价格差了近10倍，哪一个可靠性高呢？不言而喻，当然是上百元一只的可靠性高。
又如某品牌的9315系列UPS，人称“标王”，意思说每次投标它的价格最高，但运行起来可靠性也最高，被人称为“铁机”——就是不出故障；而同一品牌的同功率PB4000系列就便宜得多，而故障也多。
当然用户对高频机型UPS的这种担心不是没根据，其根据就是来自某些方面的误导宣传。
甚至有的将这些宣传材料上升为“高频机结构UPS的致命弱点”。
虽然问题的提出者只是少数，但影响颇大，在网上粘来粘去，就好像写此文章的人很多，确实影响了不少用户，甚至有些技术人员也受了传染。
为了将这些问题搞清楚，使人们对产品有一个科学的看法，下面就这几个方面进行讨论。
（一）IGBT整流器可靠性偏低持这种看法的“根据”有两个：1. 认为IGBT器件的过载能力不如可控硅（SCR）高为了证明这个论点，有的就举出两种器件过载能力的例子：SCR可过载到10倍额定电流20ms，而IGBT过载到10倍额定电流时只能坚持20μs，就是说过载能力差了1000倍。
igbt 整流 原理
igbt 整流原理
IGBT整流器的工作原理如下：
IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）整流器是一种半导体器件，具有合并了MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）和BJT（双极型接面晶体管）的特点。
它的主要作用是将交流电源转换为直流电源。
IGBT整流器由IGBT管、反并形式的二阀等组成。
IGBT管具有三个电极，即集电极（C）、发射极（E）和栅极（G）。
当栅极施加一个适当的正电压时，栅极与发射极之间形成一个正向偏置，导致集电结反偏，从而使IGBT处于关断状态。
当输入交流电压通过整流器时，它首先通过二阀，这些二阀会为输入的交流电压提供一个整流路径。
接下来，交流电压经过一个电感和电容组成的滤波器，以去除电压的波动部分，从而使输出为平滑的直流电压。
在整流过程中，IGBT管的栅极被适当的触发脉冲信号控制，当信号为高电平时，栅极与发射极形成正向偏置，使得IGBT 管通导；当信号为低电平时，栅极失去偏置，IGBT管处于关断状态。
通过适当控制IGBT管的导通时间和关断时间，可以调整输出直流电压的大小和稳定性。
因此，IGBT整流器在工业电源、电力变流器和交流电动机控制等领域中有广泛的应用。
双桥十二脉动整流器原理
双桥十二脉动整流器原理0引言十二脉冲整流技术的发展由来已久，早在70年代初期，当大功率可控硅发展成熟之际，人们就已经发现了可控硅整流器在将交流电转换为直流电的同时，产生了大量的谐波电流注入到电网中，随之而来的就是谐波电流对电网中的其它负载产生的影响，为此，人们寻求一种解决方法，希望去除掉整流器产生的谐波电流。
在当时的技术水平和条件下，只有两种解决方案：其一是采用两套整流器通过不同相位的叠加，以便消除H5、H7次谐波，也就是12脉冲整流器；另外一种方案就是采用LC型的无源滤波器，试图消除（主要是）H5和（部分的）H7以及少量的其它更高次的谐波。
这在当时算是比较先进的技术。
1十二脉冲整流器原理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。
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。
桥1的网侧电流傅立叶级数展开为：iIA=iIa=2´31/2/p´Id(sinwt-1/5sin5wt-1/7sin7wt+1/11sin11wt+1/13sin13wt-1/17 Sin17wt-1/19sinwt+…)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/p´Id(sinwt+1/5sin5wt+1/7sin7wt+1/11sin11wt+1/13sin13wt+1/17Sin17 wt+1/19sinwt+…)故合成的网侧线电流iA=iIA+iIIA=4´31/2/p(sinwt+1/11sinwt+1/13sin13wt+…)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。
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。
理论计算谐波表:某型号大功率UPＳ谐波实测数据表: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。
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+1/13sin13wt+1/17Sin17wt+1/19sinwt+…) (1-3)故合成的⽹侧线电流iA=iIA+iIIA=4?31/2/π(sinwt+1/11sinwt+1/13sin13wt+…)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。
12脉冲介绍
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。
igbt整流原理
igbt整流原理IGBT整流原理是基于绝缘栅双极晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor，简称IGBT）的一种电力电子器件。
它能够同时兼具MOSFET与双极晶体管的优点，具有低导通压降和高抗电压能力。
整流是指将交流电转换为直流电的过程。
IGBT整流器通过控制IGBT的导通和关断状态，实现对交流电的整流转换。
其整流原理如下：1. 运行原理：在正半周期中，当交流电的输入电压大于IGBT 整流器电路的电容电压，IGBT管的极间将导通，交流电将通过IGBT传导。
而在负半周期中，当交流电的输入电压小于电容电压，IGBT管将关闭，交流电将停止通过。
2. 输入滤波：为了减少输入电路中的纹波和谐波，通常在输入端加入滤波电容来对电压进行滤波。
3. 输出电流：通过IGBT整流器的导通和关断，直流电将通过整流电路流向负载。
输出电流的大小由负载电阻和输入电压决定。
4. 控制方式：IGBT整流器的主要控制方式是通过触发电路控制IGBT的开关频率和工作状态。
控制信号的频率和占空比来控制IGBT的导通和关断时间，从而控制输出电流和功率。
5. 效率优化：为了提高IGBT整流器的效率，可以采用功率因数校正技术和零电流切换技术。
功率因数校正技术可以降低电网对IGBT整流器的负荷，减小电网谐波污染。
而零电流切换技术可以减少电流的开关过程中的能量损耗，提高整流器的效率。
总结来说，IGBT整流器是一种能够将交流电转换为直流电的电力电子器件，通过控制IGBT的导通和关断来实现对交流电的整流。
其运行原理包括输入滤波、输出电流以及控制方式等。
通过效率优化可以进一步提高整流器的效率。
12脉波二极管整流器
串联型12脉波二极管整流器摘要：串联型12脉波二极管整流器是由两个相同的6脉波二极管整流器在直流输出侧串联得到的。
该类型整流器一般用作中压传动系统的变频器的前端。
但一般情况下，12脉波的二极管整流器的总谐波畸变率不能满足IEEE 标准。
关键词：串联型、二极管、整流器变频调速是当今理想的调速方法之一，也是重要的节能措施。
交—直—交变频方式因其优势受到越来越广泛的应用。
大多数的交—直—交变流装置的前置输入部分都采用二极管整流。
随着多脉波整流技术的兴起，各种大功率设备都越来越多的采用多脉波二极管整流器。
多脉波二极管整流器有两种类型：串联型多脉波二极管整流器和并联型多脉波二极管整流器。
前者的所有6脉波二极管整流器的直流侧串联输出，主要用在仅需要一个直流供电的中压传动系统的变频器的前端；后者的每一个6脉波二极管整流器给一个单独的直流负载供电，可以用在需要多个独立直流供电电源的串联H 桥多电平逆变器中。
本文主要介绍串联型12脉波二极管整流器。
1.串联型12脉波二极管整流器1.1整流器的结构图1 12脉波串联型二极管整流器简化结构框图12脉波串联型二极管整流器的典型结构简化框图如图1所示，它由两个完全相同的6脉波二极管整流器构成，移相变压器二次侧两个三相对称绕组分别给其供电。
两个整流器的直流输出串联连接。
为了消除网侧电流A i 中的低次谐波，可令变压器二次侧星形连接的绕组的线电压ab V 与变压器一次侧绕组线电压AB V 同相，而变压器 三角形连接的绕组的线电压~~abv 超前AB v 一个相角，即30~~=∠-∠=AB abv v δ二次侧绕组线电压的有效值为2/~~AB abab V V V ==则变压器的绕组匝数比为221=N N 3231=N N图1中的s L 表示供电电源和变压器之间总的线路电感，变压器总的漏电感可在变压器内部设置。
1.2 理论分析假定直流滤波电容d C 足够大，从而可以忽略直流电源d V 中的纹波含量。
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。
理论计算谐波表：某型号大功率UPS谐波实测数据表：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。
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。
理论计算谐波表：某型号大功率UPS谐波实测数据表：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。
串联型12脉波二极管整流器
摘要：串联型12脉波二极管整流器是由两个相同的6脉波二极管整流器在直流输出侧串联得到的。该类型整流器一般用作中压传动系统的变频器的前端。但一般情况下，12脉波的二极管整流器的总谐波畸变率不能满足IEEE标准。
关键词：串联型、二极管、整流器
变频调速是当今理想的调速方法之一，也是重要的节能措施。交—直—交变频方式因其优势受到越来越广泛的应用。大多数的交—直—交变流装置的前置输入部分都采用二极管整流。随着多脉波整流技术的兴起，各种大功率设备都越来越多的采用多脉波二极管整流器。
1.串联型12脉波二极管整流器
1.1整流器的结构
图1 12脉波串联型二极管整流器简化结构框图
12脉波串联型二极管整流器的典型结构简化框图如图1所示，它由两个完全相同的6脉波二极管整流器构成，移相变压器二次侧两个三相对称绕组分别给其供电。两个整流器的直流输出串联连接。为了消除网侧电流 中的低次谐波，可令变压器二次侧星形连接的绕组的线电压 与变压器一次侧绕组线电压 同相，而变压器 三角形连接的绕组的线电压 超前 一个相角，即
图2.9 =0.6pu时仿真结果
图2.10 =0.7pu时仿真结果
图2.11 =0.8pu时仿真结果
图2.12 =0.9pu时仿真结果
图2.13 =1pu时仿真结果
图2.14为网侧电流 与THD关系曲线，其中横轴为 （单位为pu），纵轴为THD（单位为%）。MATLAB中绘制曲线的程序为：
>> x=[0.1:0.1:1];
二次侧绕组线电压的有效值为
则变压器的绕组匝数比为
图1中的 表示供电电源和变压器之间总的线路电感，变压器总的漏电感可在变压器内部设置。
1.2 理论分析
假定直流滤波电容 足够大，从而可以忽略直流电源 中的纹波含量。
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------------电源网摘要：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 19117sin 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)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︒...)19sin 19117sin 17113sin 13111sin 1117sin 715sin 51(sin 32+--++--⨯⨯⨯=t t t t t t t I i d IA ωωωωωωωπ(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。
理论计算谐波表：某型号大功率UPS谐波实测数据表：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。
三、谐波分析和改良对策谐波可能造成配电线缆、变压器发热，降低通话质量，空气开关误动作，发电机喘振等不良后果；谐波按电流相序分为+序（3k+1次，k为0和正整数）、-序（3k+2次，k为0和正整数）、0序（3k次，k为正整数）。
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电源招聘专家12脉冲与IGBT高频整流器
一、概述整流器的由来
对于直流来说不存在什么功率因数问题，因为直流的电流和电压永远是同相的。
而对于交流而言就出现了这个问题，功率因数是由于电压电流不同相造成的，如图 1所示，电流和电压有一个相位差q，图中的黑粗线表示电流和电压同相位时产生的有功功率，而其他部分则是无功功率，功率因数就是表征有功功率和无功功率含量情况的，它是相位差的函数，如式(1)所示。
Pf =cos (1)
无功功率的出现不是一件好事，因为作为负载来说，它不能将由电网送来的能量全部吸收，只吸收有功功率部分，而无功功率部分则在电网线路中串来串去，白白占据着电网的有效线路而不做功。
以后由于非线性负载的出现，如整流脉冲负载，虽然电流不是和电压不同相的的正弦波，但由于对正弦电压波形的破坏也同样出现了无功功率，而且这种整流式脉冲负载已是当前影响功率因数的主要来源。
为了节能、有效利用能源和降低干扰，国家对企业的输入功率因数限值做出了规定，如何提高用电设备的输入功率因数已成当务之急。
图1 电流电压不同相时的相对位置关系
二、12脉冲整流器的提出和解决方法
早期的IT设备供电电源多为单相220V，如果用电设备是电阻负载，其上面的电流和电压波形是连续的，如图2中的左边波形。
但一般IT设备又有内部自备电源，这些电源的输入都是一个整流滤波器，使得电流呈脉冲状，使得对应脉冲电流的电压波形部分出现了失真，如图2的中间波形就是单相整流时的破坏情况，这时的输入功率因数只有0.6-0.7。
但如果能够将中间图形中的一个大电流脉冲变成布满整个半周的小电流脉冲，也就相当于与电压同相的连续电流了，此时的电压波形就几乎没有失真了，如图中的右图所示，此时的输入功率因数九可以接近于1。
电源招聘专家
图2 几种负载情况对电压正弦波形的影响情况
一般单相小功率UPS即使对电网有破坏，也不会造成大的损失，原因是功率不大。
最严重的是三项大功率UPS，比如100-400kVA，目前一般标配都是所谓6脉冲结构输入整流器，如图3(a)所示。
图(b)是这种电路破坏输入电压波形的一种情况。
尽管如此，但它比单相时好多了输入功率因数可达0.8，原因是它将单相时的每半周一个脉冲增到3个，如图
3(e)的“6脉冲整流电流输入波形”所示。
但此时如果前面配置发电机还是需要3比1的容量，即发电机的容量至少要3倍于UPS。
而且谐波电流也达到 30%，对外干扰严重，所以很多用户提出了输入功率因数大于0.9的要求。
为了这个目的不得不再增加半周内整流脉
电源招聘专家冲的数量，最简单的方法是将6脉冲增加到 12脉冲，这就需要再增加和原UP
S上一模一样的一个6脉冲整流器、一个移相变压器和相应的无源滤波网络。
可以看出，造价也增加了不少。
有的也尝试增加到18脉冲和24脉冲…但这样做既不经济也带来好多麻烦，比如效率降低很多、功耗大幅度增加、体积越来越庞大和价格越来越高，而效果并不是想象的那样好。
于是就陷入了困境。
(e) 不同整流情况下的直流电压和电流脉冲波形
三、整流器的出现
IGBT在UPS中的应用最早只限于逆变器。
这主要是因为虽然IGBT的电流虽然做得比较大，但耐压等级尚不足对付变化很大的电压范围，这一拖就是十多年。
经过这十多年的发展，IGBT制造技术也有了长足的进步，几经改进，已经达到了用于UPS整流器的条件。
目前已有一些厂家将IGBT整流的高频机结构 UPS容量做到了200kVA左右。
与可控硅相比IGBT的电流容量与耐压还是有些距离，所以器件的并联就成了关键。
但任何问题都是可以解决的，这其中就不乏佼佼者，比如GE就将这种高频机结构UPS容量做到了500kVA，伊顿的更是突破(促销产品主营产品)了并联的禁区，一举将9395系列的单机容量做到了
1200kVA，覆盖了工频机结构UPS当前达到的全部容量水平。
到此就完成了UPS全部 IGBT 化、高频化的进程。
这一改变的意义非常重大，首先它结束了可控硅多脉冲整流无法达到的高输入功率因数水平的问题，比如它可在半周中有上万个整流电流脉冲，如图3(e)的“IGBT 整流电流输入波形”。
同时也实现了节能减排的目标。
电源招聘专家有人担心IGBT的可靠性问题，实际上现在的IGBT可靠性比起当年第一代全可控硅UPS 来情况好多了，那时的整流器和逆变器都是可控硅器件，而当时的可控硅的水平很原始。
不可忽视这几十年的发展，当年的可控硅可以说是在平地上起步的，而现在的IGBT是在积累了几十年经验的基础上发展起来的，二者的基础有本质的区别。
具有IGBT整流器的高频机结构UPS在有的厂家已是成熟的技术和成熟的产品，并已被指定为军用产品。
由于市场的竞争规律所致，只是一个推广的时间问题。
目前在国内几百千伏安的全IGBT结构UPS在金融、在电信、在部队、在科研、在奥运村等很多地方正在服务运行，要正视这个现实，切不可忘言“具有IGBT整流的UPS目前只有100kVA以下才是成熟的”这种结论性的话。
甚至有的人把可靠性与先进性对立起来看，说什么：要可靠就用12脉冲整流，要先进就用IGBT 整流。
就好像先进就不可靠，可靠就不先进。
此种说法值得商榷，实际上不可靠的技术本身就不是先进的，当前用在多处的高频机结构 IGBT整流的UPS运行现状就说明了这个问题。
在UPS中IGBT整流器终究要代替可控硅整流器是不争的事实。
但不要误会成在别的方面也是这样，比如在高压电力上可控硅的优点是不可忽视的，也是目前其它半导体器件不可代替的。
可控硅技术和应用还在发展，那是说在别的领域，并不代表UPS中的12脉冲整流器也是发展方向，即高频机结构UPS和工频机 UPS不是两个发展方向，而是只有高频机结构UPS代替工频机UPS一个方向。
是不是IGBT以后也就始终占据着这个整流位置呢?也不尽然。
任何器件的服务寿命都不是永恒的。
由于可控硅的可控性替代了不可控的普通二极管整流器，又由于可控硅的不可关断性又被IGBT所代替，以后还会由于IGBT的耐压和电流容量问题被其他器件代替，这就是历史。
比如有一种器件就是类似于IGBT的 MOS管与可控硅的结合器件，既可以有高耐压、大电流，又具高频可控功能的器件正待出现，那时不但在UPS中取代IGBT，而且可能在电力中彻底取代可控硅…这也是历史发展的规律。
莫要为IGBT整流器取代12脉冲整流器而耿耿于怀，也不要为IGBT整流器取代12脉冲整流器鸣不平，更不要千方百计地设法阻挡这个潮流。
不要模糊人们的视线，向用户讲述真实情况才是最可贵的。