艾默生网络能源有限公司UPS产品部         温顺理
　　
　　摘要从理论推导、实测数据分析、谐波分析和改善对策、性能对比四个方面详细阐述6脉冲和12脉冲整流器的原理和区别，对大功率UPS的整流技术进行了深入全面的剖析。
　　
　　1 理论推导
　　
　　1.16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。6脉冲整流器电路结构如图1所示。6脉冲输入电压、电流波形如图2所示。

　　
　　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α为零,则交流侧电流傅里叶级数展开为

　　
　　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。
　　
　　1.212脉冲整流器原理
　　
　　12脉冲是指在原有6脉冲整流的基础上,在输入端增加移相变压器后再增加一组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。12脉冲输入电流、电压波形如图4所示。

　　
　　如图3所示,I和II两个三相整流电路就是通过变压器的不同连结构成12相整流电路。

　　
　　可见,两个整流桥产生的5、7、17、19等各次谐波相互抵消,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。
　　
　　2 实测数据分析
　　
　　以上计算为理想状态,忽略了很多因素,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。
　　
　　理论计算谐波值如表1所示。

　　
　　某型号大功率UPS谐波实测数据表如表2所示。

　　
　　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脉整流器谐波含量最大为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。
　　
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