大功率UPS 6脉冲与12脉冲可控硅整流器原理与差异
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。
12脉冲是指在原有6脉冲整流的基础上,在输入端、添加移相变压器后在添加一组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。
下图所示I和II两个三相整流电路便是经过变压器的不同联合构成12相整流电路。
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。
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。
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+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)。
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。
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12脉冲+11次谐波滤波器此对电网的污染最低,适用于牢靠性要求比较高的场合运用。
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。