6脉冲指以6个可控硅(晶闸管)组成的全桥整流,因为有6个开关脉冲对6个可控硅别离操控,所以叫6脉冲整流。
当疏忽三相桥式可控硅整流电路换相进程和电流脉动,假定沟通侧电抗为零,直流电感为无穷大,推迟触发角a为零,则沟通侧电流傅里叶级数打开为:
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。
12脉冲是指在原有6脉冲整流的基础上,在输入端添加移相变压器后再添加一组6脉冲整流器,使直流母线个可控硅整流完结,因而又称为12脉冲整流。
可见,两个整流桥发生的5、7、17、19、...次谐波彼此抵消,注入电网的只要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。
以上核算为抱负状况,疏忽了许多因数,如换相进程、直流侧电流脉动、触发推迟角,沟通侧电抗等。因而实测值与核算值有必定收支。
从以上两表比照可得,6脉冲整流器谐波含量最大为5次谐波、12脉冲整流器强度最大为11次谐波,与理论核算结果共同。6脉冲5次谐波实测值较核算值偏大,12脉冲11次谐波实测值与核算值相同。
谐波会形成配电线缆、变压器发热,下降通话质量,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正序(3k+1次,k为0和正整数)、负序(3k+2次,k为0和正整数)、零序(3k次,k为正整数)。正序电流使损耗加剧,负序电流使电机回转、发热,零序电流使中线电流反常增大。
从实测值可见,6脉整流器5次谐波最大,可加装5次滤波器来按捺谐波;12脉整流器11次谐波最大,可加装11次滤波器来按捺谐波。滤波器原理图如下
需求特别指出的是:6脉冲+5次谐波滤波器的装备可以到达9%左右的谐波要求,可是因为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,假如发电机的励磁绕组选用自励方法,很简单发生电枢正反馈效应,发电机输出电压会反常升高,导致发电机进入维护状况而停机。因而6脉冲+5次谐波滤波器计划不主张在UPS负载较轻时运用。当实践负载较轻时,可将5次谐波滤波器从整流器上脱出。
而独自的12脉整流器也可到达10%左右的电流谐波目标,没有大电容的LC电路,防止了与发电机的励磁正反馈效应。
选用12脉冲整流器+11次谐波器可到达小于4.5%的电流谐波目标。单次谐波和总谐波含量均满意IEC61000-3-4的目标要求。
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。由上表可以精确的看出,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越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,一起还可防止有源滤波器“误补偿”、体系功率低一级缺陷,因而12脉冲+11次谐波滤波器对电网的污染最低,适用于牢靠性要求比较高的场合运用。
从上表可以正常的看到,12脉冲整流器在多项性能目标上均优于6脉冲整流器。12脉冲整流技能自70年代诞生自今,通过一直在改善和完善,现已渐渐的变成为大功率UPS整流器的优选技能。全球干流的大功率UPS厂商均推出了12脉冲UPS产品。
综上所述,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装备。此种装备满意信息产业部UPS行业标准输入电流谐波成份I类要求(YD/T1095-2000)和世界电工委员会IEC61000-3-4的目标要求。
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