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简单剖析脉冲整流器原理应用技术

菜鸟
2012-04-27 14:33:11     打赏
  简单剖析脉冲整流器原理应用技术   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:      (1-1)   由公式(1-1)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。      图1.1 计算机仿真的6脉冲A相的输入电压、电流波形   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、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。      12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波次数的倒数。      图1.2 计算机仿真的12脉冲UPS A相的输入电压、电流波形   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:      某型号大功率UPS谐波实测数据表:      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。   三、谐波分析和改良对策   谐波可能造成配电线缆、变压器发热,降低通话质量,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)。   +序电流使损耗加重,-序电流使电机反转、发热,0序电流使中线电流异常增大。   从实测值可见,6脉整流器5次谐波最大,可加装5次滤波器来抑制谐波;12脉整流器11次谐波最大,可加装11次滤波器来抑制谐波。滤波器原理图如下:      图:常用的LC滤波器原理图   某型号大功率UPS加装滤波器后谐波对比表如下:      从上表可以看出,加装滤波器对谐波抑制作用非常明显。   需要特别指出的是:6脉冲+5次谐波滤波器的配置可以达到9%左右的谐波要求,但是由于5次谐波(250Hz)滤波器的电容容值较大,在UPS负载较轻(



关键词: 简单     剖析     脉冲     整流器     原理     应用技术     电流         

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