不斷改進的12脈沖整流成為大功率UPS的優(yōu)選技術(shù)

一、理論推導(dǎo)

1、6脈沖整流器原理：

6脈沖指以6個可控硅(晶閘管)組成的全橋整流，由于有6個開關(guān)脈沖對6個可控硅分別控制，所以叫6脈沖整流。

當(dāng)忽略三相橋式可控硅整流電路換相過程和電流脈動，假定交流側(cè)電抗為零，直流電感為無窮大，延遲觸發(fā)角a為零，則交流側(cè)電流傅里葉級數(shù)展開為：

(1-1)

由公式(1-1)可得以下結(jié)論：

電流中含6K±1(k為正整數(shù))次諧波，即5、7、11、13…等各次諧波，各次諧波的有效值與諧波次數(shù)成反比，且與基波有效值的比值為諧波次數(shù)的倒數(shù)。

2、12脈沖整流器原理：

12脈沖是指在原有6脈沖整流的基礎(chǔ)上，在輸入端、增加移相變壓器后在增加一組6脈沖整流器，使直流母線電流由12個可控硅整流完成，因此又稱為12脈沖整流。

下圖所示I和II兩個三相整流電路就是通過變壓器的不同聯(lián)結(jié)構(gòu)成12相整流電路。

橋1的網(wǎng)側(cè)電流傅立葉級數(shù)展開為：

(1-2)

橋II網(wǎng)側(cè)線電壓比橋I超前30°，因網(wǎng)側(cè)線電流比橋I超前30°

(1-3)

故合成的網(wǎng)側(cè)線電流

(1-4)

可見，兩個整流橋產(chǎn)生的5、7、17、19、…次諧波相互抵消，注入電網(wǎng)的只有12k±1(k為正整數(shù))次諧波，即11、13、23、25等各次諧波，且其有效值與與諧波次數(shù)成反比，而與基波有效值的比值為諧波次數(shù)的倒數(shù)。

二、諧波分析和改良對策

諧波可能造成配電線纜、變壓器發(fā)熱，降低通話質(zhì)量，空氣開關(guān)誤動作，發(fā)電機喘振等不良后果;諧波按電流相序分為+序(3k+1次，k為0和正整數(shù))、-序(3k+2次，k為0和正整數(shù))、0序(3k次，k為正整數(shù))。

+序電流使損耗加重，-序電流使電機反轉(zhuǎn)、發(fā)熱，0序電流使中線電流異常增大。

從實測值可見，6脈整流器5次諧波最大，可加裝5次濾波器來抑制諧波;12脈整流器11次諧波最大，可加裝11次濾波器來抑制諧波。濾波器原理圖如下：

某型號