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时间:2018-08-03
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1、大功率UPS6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
2、、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。412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
3、波次数的倒数。4二、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5th7th11th13th17th19th23th6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5th7th11th13th17th19th23th6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
4、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。4三、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
5、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
6、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。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。4
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