6脉冲、12脉冲可控硅整流器原理与区别.pdf

.

.

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、性能比照四个方面详细阐述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，那么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。

..word.zl.

.

.

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脉冲整流的根底上，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。

下列图所示I和II两个三相整流电路就是通过变压器的不同联构造成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

..word.zl.

.

.

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UPSA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：

从以上两表比照可得，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一样。

三、谐波分析和改进对策

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，