6脉冲与12脉冲浅析
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。
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。
艾默生UPS电源专项培训-6脉冲和12脉冲技术差别
120KVA 机型6脉冲和12脉冲的技术差别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。
一般三相电使用6脉冲整流时，由于晶闸管只在交流电压波形幅值大于直流母线电压时才导通，输入电流不连续呈脉冲状，谐波含量很高，不加额外的滤波方式如无源滤波（电感）、有源滤波（PFC ）时，输入反馈回电网的谐波电流总THD 超过30%，即总谐波电流含量超过总电流的33%，有可能造成配电线缆、变压器发热，空气开关误动作，发电机喘振等。
6脉冲整流原理图和电流电压效果图：加入无源滤波器即校正电感后，才可将输入电流谐波含量降至10%左右。
但这仅仅是满载情况下的指标。
实际上，越是轻载情况，6脉冲整流器的输入谐波电流含量就越大，比如50%负载情况下，6脉冲整流器的输入谐波电流总含量超过56%；25%负载情况下，则超过78%。
也就是说，谐波的绝对值基本不随负载量的减轻而减少。
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。
它使整流器导通角大幅增加，输入电流更平滑，谐波电流含量减少，一般可达到10%左右，在增加无源电感滤波后，输入谐波电流可降至4%以下。
而且，即使轻载工作，其良好的输入电流特性也不会大幅下降。
比如50%负载情况下，12脉冲整流器的输入谐波电流总含量＜12%；25%负载情况下，则＜15%。
可以有效减少谐波的绝对值。
12脉冲整流UPS 原理如下图：自动旁路移相变压器L+L-电池开关内置手动维修旁路UPS 1电池SCRSCR6脉冲整流器6脉冲整流器UPS 中有并联冗余的2个6脉冲整流器，所以，其工作时即使有一个整流器故障，也不会影响UPS 正常工作，提高了UPS 系统的故障容错能力。
由于使用了全功率的移相变压器和6脉冲整流器，所以同厂家的12脉冲整流器的UPS 比6脉冲整流器的UPS 体积、重量都要大至少1/3。
6脉冲和12脉冲的区别
6脉冲、12脉冲可控硅整流器原理与区别(2）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）。
+序电流使损耗加重，-序电流使电机反转、发热，0序电流使中线电流异常增大。
从实测值可见，6脉整流器5次谐波最大，可加装5次滤波器来抑制谐波；12脉整流器11次谐波最大，可加装11次滤波器来抑制谐波。
滤波器原理图如下：图：常用的LC滤波器原理图某型号大功率UPS加装滤波器后谐波对比表如下：从上表可以看出，加装滤波器对谐波抑制作用非常明显。
需要特别指出的是：6脉冲+5次谐波滤波器的配置可以达到9％左右的谐波要求，但是由于5次谐波（250Hz）滤波器的电容容值较大，在UPS负载较轻（<15%额定负载）时，整流器输入电流会超前输入电压，如果发电机的励磁绕组采用自励方式，很容易产生电枢正反馈效应，发电机输出电压会异常升高，导致发电机进入保护状态而停机。
因此6脉冲+5次谐波滤波器方案不建议在UPS负载较轻时使用。
当实际负载较轻时，可将5次谐波滤波器从整流器上脱出。
而单独的12脉整流器也可达到10％左右的电流谐波指标，但是没有大电容的LC电路，避免了与发电机的励磁正反馈效应。
采用12脉冲整流器+11次谐波器可达到小于4.5%的电流谐波指标。
单次谐波和总谐波含量均满足IEC61000-3-4的指标要求。
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。
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 45 7 11 1317 IPf(1-2)600 0 400,0200 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，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。
6脉冲整F 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II 网侧线电压比桥I 超前30?,因网侧线电流比桥I 超前30?:加=丄、++krf + —soil Ajtf + —'iijl-ci# + — ud^ + I(1-3)故合成的网侧线电流A - ijx+hjA~x(siii at + — suillot+ ™suii3<it真11 13(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。
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。
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。
6脉冲和12脉冲的比较
（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。
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。
y ? y T
5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。
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脉冲整流器先夭具有谐波低、可靠性高的优点。
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 19117sin 17113sin 13111sin 1117sin 715sin 51(sin 32+--++--⨯⨯⨯=t t t t t t t I i d A ωωωωωωωπ12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。
...)19sin 19117sin 17113sin 13111sin 1117sin 715sin 51(sin 32+--++--⨯⨯⨯=t t t t t t t I i d IA ωωωωωωωπ...)19sin 19117sin 17113sin 13111sin 1117sin 715sin 51(sin 32+++++++⨯⨯⨯=t t t t t t t I i d IIA ωωωωωωωπ...)13sin 13111sin 111(sin 34t t t I i i i d IIA IA Aωωωπ++⨯⨯⨯=+=二、实测数据分析。
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。
理论计算谐波表：谐波次数5th 7tｈ11th 13th 17th １9th ２3tｈ6脉冲谐波含量2０% 14% 9％８% ６% 5% 4％0% 0% 9％8% 0% 0% 4%12脉冲谐波含量某型号大功率UPS谐波实测数据表：谐波次数5th ７th 11ｔh 13tｈ17th １9ｔ23thh6脉冲谐波含量32% 3% 8% 3％4% ２% 2%1% 1% ９% 4% １% 1% 2%１2脉冲谐波含量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。
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）。
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：LCf 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。
图1：三相6脉冲整流器 图2：三相12脉冲整流器及均流控制回路 另一方面，为进一步提高相控整流器所产生之谐波电流阶数，亦可采行12脉冲整流技术，其电路架构如图2所示。
主要原理为利用两组变压器将交流电压移相，各自整流后，再于直流侧予以合成，产生12步阶直流涟波效果。
由数学理论推导，12脉冲相控整流器所需引入之市电线电流为：())sin()sin(21αωαωh t h i t i i h S -+-=(4) o h I h i π6=, h =12n ±1, (n=1, 2, 3,…) (5)由(4)、(5)式可看出，12脉冲整流电路所产生之谐波电流最低为11次谐波，其远高于6脉冲整流技术产生之5次谐波，且其总谐波含量亦较6脉冲为低；然而该12脉冲机种需额外加入一输入相移变压器，为有效减少相移变压器的生产成本，变压器可采自耦型设计（如图1所示），惟其需注意系统是否有输出入电压隔离的问题。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电子信息系统机房典型用电设备的谐波特性
1.PC机、网关、服务器、交换机等IT设备：输入电流谐波分量<65~77%r ；
2.带PFC校正功能的PC机、高中档服务器、磁盘等IT设备：输入电流谐波
分量<18~27%r ；
3.IGBT脉宽调制整流型UPS：输入电流谐波分量<3%r（满载）；
4.6脉冲整流器：输入电流谐波分量<30%r （满载）；
5.12脉冲整流器：输入电流谐波分量<9%r （满载）；
6.6脉冲整流器+5次谐波滤波器：输入电流谐波分量<9%r （满载）；
7.12脉冲整流器+11次谐波滤波器：输入电流谐波分量<4.5%r （满载）；
8.6脉冲整流器+有源滤波器：输入电流谐波分量<3~5%r （满载）；
9.节能灯：输入电流谐波分量<10~34%r.。
6脉冲与12脉冲UPS的浅析
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6K1（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12k1（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：
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。
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）。
+序电流使损耗加重，-序电流使电机反转、发热，0序电流使中线电流异常增大。
从实测值可见，6脉整流器5次谐波最大，可加装5次滤波器来抑制谐波；12脉整流器11次谐波最大，可加装11次滤波器来抑制谐波。
滤波器原理图如下：
图：常用的LC滤波器原理图
某型号大功率UPS加装滤波器后谐波对比表如下：
谐波次数3th 5th 7th 11th 13th 17th 19th Total
IEC6000-3-4指标要求21.6% 10.7% 7.2% 3.1% 2% 1.2% 1.1% 25%
6脉冲谐波含量32% 3% 8% 3% 4% 2% >30%
6脉整流器+5次滤波器2% 1% 7% 2% 3% 2% 9%
12脉冲谐波含量1% 1% 9% 4% 1% 1% 10%
12脉整流器+11次滤波器1% 1% 3% 2% 1% 1% 4.5%
从上表可以看出，加装滤波器对谐波抑制作用非常明显。
需要特别指出的是：6脉冲+5次谐波滤波器的配置可以达到9％左右的谐波要求，但是由于5次谐波（250Hz）滤波器的电容容值较大，在UPS负载较轻（<15%额定负载）时，整流器输入电流会超前输入电压，如果发电机的励磁绕组采用自励方式，很容易产生电枢正反馈效应，发电机输出电压会异常升高，导致发电机进入保护状态而停机。
因此6脉冲+5次谐波滤波器方案不建议在UPS负载较轻时使用。
当实际负载较轻时，可将5次谐波滤波器从整流器上脱出。
而单独的12脉整流器也可达到10％左右的电流谐波指标，但是没有大电容的LC电路，避免了与发电机的励磁正反馈效应。
采用12脉冲整流器+11次谐波器可达到小于4.5%的电流谐波指标。
单次谐波和总谐波含量均满足IEC61000-3-4的指标要求。
附表1：在配置不同负载条件下，输入电流谐波总含量数据
输入谐波总含量空载25%负载50%负载>75%负载
6脉冲86% 65% 50% >30%
6脉冲+5次滤波器>50% 30% 15~20% 10~12%
12脉冲20% 15% 12% 9.5%
12脉冲+11次滤波器12~15% 8 ~12% 5~8% 4.5%
附表2：某型号400KV A 12脉冲+11次滤波器UPS输入电流总谐波含量表
负载百分比电池谐波分量THDI% 总谐波电流绝对值
100% 4.5% 33A
75% 5% 28A
50% 8% 29A
40% 10% 29A
30% 12% 27A
影响电网的是谐波电流的绝对值，而不是谐波电流的百分比。
由上表可以看出，在满载情况下，谐波电流绝对值最大；在半载及轻载情况下，谐波电流绝对值均不超过100%满载谐波电流绝对值。
12脉冲+11次谐波滤波器具有最小的效输入电流总谐波，同时还可避免有源滤波器“误补偿”、系统效率低等缺点，因12脉冲+11次谐波滤波器此对电网的污染最低，
适用于可靠性要求较高的场合使用。
四、性能对比：
项目6脉整流器+5次滤波器12脉整流器+11次滤波器12脉整流器+11次滤波器的技术优势
1、辐射到电网的输入电流谐波含量
く10% く4.5%
由于整流滤波型负载引入市电电网会造成电网被“污染”，由此而造成大量的高次谐波电流流过整个供电系统。
为此，将会造成流过中线的电流过流及电动机负载异常发热。
为解决上述问题：建议配置12脉冲整流器加11次谐波滤波器，从而确保用户电网的供电质量达到“绿色电源”标准。
2．能耗较大较小辐射到电网的输入电流谐波含量小
高次谐波会在输入电力变压器、电缆上产生附加热损，造成能源浪费。
3．发电机宕机易不会避免了励磁绕组的正反馈效应
4．引起开关误动作易不易
5．UPS前端需发电机容量大，要求按1.6~2倍配置发电机的容量更小，按1.5~1.8倍配置发电机的容量6脉冲整流器UPS需1.8倍以上油机容量
12脉冲整流器只需1.5倍油机容量
6．UPS输入开关、电缆容量配置增加不增加由于6脉冲整流输入峰值电流较大，变压器，断路器，电缆等均需降额使用，从而导致投资费用增加。
7.整流器输出纹波电压较大降低50% 12脉冲整流器输出的直流电压的纹波是6脉冲的50%，大大降低了电池充电时的纹波影响，可有效延长电池的寿命。
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。
全球主流的大功率UPS厂商均推出了12脉冲UPS产品。
终上所述，在投资额充许的情况下，尽量选用12脉整流器加11次滤波器的UPS配置。
此种配置满足信息产业部UPS行业标准输入电流谐波成份I类要求（YD/T1095-2000）和国际电工委员会IEC61000-3-4的指标要求。