6脉冲、12脉冲可控硅整流器原理与区别 2007-2-8 10:36:00文/厂商稿出处：https://www.doczj.com/doc/5d16630907.html, 摘要：本文从理论推导、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的整流技术有一个深入全面的剖析。 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。
脉冲变压器的铁芯选材要求 脉冲变压器是用来传输脉冲的变压器。当一系列脉冲持续时间为t d(m s)、脉冲幅值电压为U m(V)的单极性脉冲电压加到匝数为N的脉冲变压器绕组上时，在每一个脉冲结束时，铁芯中的磁感应强度增量ΔB(T)为：ΔB=U m t d/NS c′10-2其中S c为铁芯的有效截面积（cm2）。即磁感应强度增量ΔB 与脉冲电压的面积（伏秒乘积）成正比。对输出单向脉冲时，ΔB=B m-B r,如果在脉冲变压器铁芯上加去磁绕组时，ΔB=B m+B r。在脉冲状态下，由动态脉冲磁滞回线的ΔB与相应的ΔH p之比为脉冲磁导率m p。 理想的脉冲波形是指矩形脉冲波，由于电路的参数影响，实际的脉冲波形与矩形脉冲有所差异，经常会发生畸变。比如脉冲前沿的上升时间t r与脉冲变压器的漏电感Ls、绕组和结构零件导致的分布电容C s成比例，脉冲顶降l与励磁电感L m成反比，另外涡流损耗因素也会影响输出的脉冲波形。 脉冲变压器的漏电感L s=4b p N12lm/h 脉冲变压器的初级励磁电感L m=4mp p S c N2/l′10-9 涡流损耗Pe=U m d2t d lF/12N12S c r b为与绕组结构型式有关的系数，l m为绕组线圈的平均匝长，h为绕组线圈的宽度，N1为初级绕组匝数，l为铁芯的平均磁路长度，S c为铁芯的截面积，m p为铁芯的脉冲磁导率，r为铁芯材料的电阻率，d为铁芯材料的厚度，F为脉冲重复频率。 从以上公式可以看出，在给定的匝数和铁芯截面积时，脉冲宽度愈大，要求铁芯材料的磁感应强度的变化量ΔB也越大；在脉冲宽度给定时，提高铁芯材料的磁感应强度变化量ΔB，可以大大减少脉冲变压器铁芯的截面积和磁化绕组的匝数，即可缩小脉冲变压器的体积。要减小脉冲波形前沿的失真，应尽量减小脉冲变压器的漏电感和分布电容，为此需使脉冲变压器的绕组匝数尽可能的少，这就要求使用具有较高脉冲磁导率的材料。 为减小顶降，要尽可能的提高初级励磁电感量L m，这就要求铁芯材料具有较高的脉冲磁导率m p。为减小涡流损耗，应选用电阻率高、厚度尽量薄的软磁带材作为铁芯材料，尤其是对重复频率高、脉冲宽度大的脉冲变压器更是如此。 脉冲变压器对铁芯材料的要求为： 1、高饱和磁感应强度Bs值； 2、高的脉冲磁导率，能用较小的铁芯尺寸获得足够大的励磁电感； 3、大功率单极性脉冲变压器要求铁芯具有大的磁感应强度增量ΔB,使用低剩磁 感应材料；当采用附加直流偏磁时，要求铁芯具有高矩形比，小矫顽力Hc。 4、小功率脉冲变压器要求铁芯的起始脉冲磁导率高； 5、损耗小。
（1）、驱动变压器的原边感量应该取大些，但是不能过大，过大会的导致Q值过高，从而在动态的时候会有问题。当电感量加大的时候，驱动波形中开起和关断的时候，震荡慢慢减小，最后消失 （2）、可能，高磁导率的磁芯绕制的变压器，可以获得更高的原边电感，减小激磁电流，因此可以减小所需的驱动电流。 用高磁导率的磁芯，匝比不变，电感一定，圈数可以少一点，寄生参数影响小，波形失真小 （3）、电感量越大阻抗越大，则耦合次级的波形越正常： （4）、问：电感量越高越好吗？？ 答：也不是肯定有个极限 一般来说前面有个隔直电容，那么就形成一个串联谐振电路，对于这个谐振电路1）如果L取得太大，就会造成谐振周期很大，可能起机稳定之前震荡中直流偏置复位不及时磁芯饱和，所以一般应该保持在10mH以下 2）另外与开关频率有关，一定要保证LC的谐振频率离驱动频率越远越好，否则在会造成电感上的电压=Q*Vdriver,驱动电压可能会飙升到几十伏去，而电感量越大其谐振频率越小越不容易进入开关频率周围，另外L越大Q越大其选频性能越好越不容易受到影响。 所以一般来说对于一个驱动电路基本上参数都是确定的，没有什么好改变的，隔直电容100nF左右，电感量1-10mH左右，磁芯大小只跟开关频率有关，频率大些就能选小点的磁芯 （5）、那么这里面有几个参数：Tr 上升时间，时间越短，也就是我们平常说的越陡，怎么才能做到这点，方波是由正弦波叠加二成，越到脉冲的边沿频率越高，而我们的变压器的分布电容和漏感组成低通滤波器，如国变压器绕制工艺不好，分布参数大，那么更多高频成分被滤除掉，那么就出现“丢波”那么上升沿就是斜线二不是直线了！ （6）、那么怎么改变分布参数呢？首先我们知道绕组越接近磁心表面漏感越小，绕组匝数越少，越容易作到这点；另外磁心的电感系数越高、磁导率越高，导磁能力越好，漏感越小。那么达到要求的电感量或者是初级阻抗的匝数越少。所以我们大多驱动变压器、网络变压器都用高导材料来做。另外在一个变压器中分布电容和漏感是两个矛盾的参数，但是通过绕制方法可以折中处理。 （7）、
（一） 6脉冲整流器的原理。参照图1A 图1B 图1A 为电流源型变频器中常用的6脉波晶闸管电流源型蒸馏电路结构，图1B 为该电路典型的输入波形，输入电流中含有很好的谐波分量，输入电流的5次谐波可达20%，7次谐波可达12%（见图3）。由于晶闸管的快速换相，还会产生一定的高次谐波，可达35次谐波以上，高次谐波会对电话等通信线路产生一定的干扰。整流电路总的谐波电流失真约为30%，所以一般要设置输入谐波滤波器。滤波器体积庞大且影响系统的效率，额外增加投资，滤波器的设计与电网参数和负载工况都有关系，一旦参数和工况发生变化，滤波器又得重新调整，十分不便，且影响滤波效果。 （二）12脉波整流器的原理 在图2A 中，整流器由两组晶闸整流串联而成，分别由输入变压器的两组二次绕组（星形和三角形互差30°电角度）供电。 这种整流电路的优点是把整流电路的脉波数由6提高到12，从而大大改善输入电流波形（见图2B ），降低输入谐波电流，总谐波电流失真约10%左右（见图3）。虽然12脉波整流电路的谐波电流必然谐波结构的大大下降，但还不能达到IEEE519—1992标准规定的在电网短路电流小于20倍负载电流时，总谐波电流失真小于5%的要求。因此，一般也要安装谐波滤波装置。 三 12脉冲整流器与6脉冲的优势差异分析 （一）比6脉冲更具有环保概念 1 电流高谐波成份少，所以不电网电源。 2 有12脉冲整流装置，故输入功因率高大约≥0.85，因此总体效率亦比6脉冲整流器高。 （二）成本较高 1 由图1 A 及图2A 所示，12脉冲整流器必须加Δ及у双硫组变压器，故变压器成本较高。 2 控制电路较复杂及元件亦较6脉冲整流，因此施工成本亦较高。 （三）安全顾虑 电场为十分重要的场所，DCS 的控制影响电厂操作的安全，如果谐波电信过大会造成辐射及干预，
脉冲变压器 脉冲变压器是一种宽频变压器，对通信用的变压器而言，非线性畸变是一个极重要的指标，因此要求变压器工作在磁心的起始导磁率处，以至即使象输入变压器那样功率非常小的变压器，外形也不得不取得相当大。除了要考虑变压器的频率特性，怎样减少损耗也是一个很关心的问题。 与此相反，对脉冲变压器而言，因为主要考虑波形传送问题。即使同样是宽频带变压器，但只要波形能满足设计要求，磁心也可以工作在非线性区域。因此，其外形可做得比通信用变压器小很多。还有，除通过大功率脉冲外，变压器的传输损耗一般还不大。因此，所取磁心的尺寸大小取决于脉冲通过时磁通量是否饱和，或者取决于铁耗引起的温升是否超过允许值。 一、脉冲变压器工作原理 脉冲变压器利用铁心的磁饱和性能把输入的正弦波电压变成窄脉冲形输出电压的变压器。可用于燃烧器的点火、晶闸管的触发等。脉冲变压器结构为原绕组套在断面较大的由硅钢片叠成的铁心柱上，副绕组套在坡莫合金材料制成的断面较小的易于高度饱和的铁心柱上，在两柱中间可设置磁分路。电压和磁通的关系，输入电压u1是正弦波，在左面铁心中产生正弦磁通Φ1。右面铁心中磁通Φ2高度饱和，是平顶波，它只有在零值附近发生变化，并立即饱和达到定值。当Φ2过零值的瞬间，在副绕组中就感应出极陡的窄脉冲电动势e2。磁分路有气隙存在，Φσ基本上按线性变化，与漏磁相似，其作用在于保证Φ1为正弦波。 二、脉冲变压器的应用 脉冲变压器广泛用于雷达、变换技术；负载电阻与馈线特性阻抗的匹配；升高或降低脉冲电压；改变脉冲的极性；变压器次级电路和初级电路的隔离应用几个次级绕组以取得相位关系；隔离等)相同，但就磁芯的磁化过程这一点来看是有区别的，分析如下: (1) 脉冲变压器是一个工作在暂态中的变压器，也就是说，脉冲过程在短暂的时间内发生，是一个顶部平滑的方波，而一般普通变压器是工作在连续不变的磁化中的，其交变信号是按正弦波形变化. （2) 脉冲信号是重复周期，一定间隔的，且只有正极或负极的电压，而交变信号是连续重复的，既有正的也有负的电压值。 (3) 脉冲变压器要求波形传输时不失真，也就是要求波形的前沿，顶降都要尽可能小，然而这两个指标是矛盾的。 三、脉冲变压器与一般变压器的比较 所有脉冲变压器其基本原理与一般普通变压器(如音频变压器、电力变压器、电源变压器等)相同，但就磁芯的磁化过程这一点来看是有区别的，分析如下: (1) 脉冲变压器是一个工作在暂态中的变压器，也就是说，脉冲过程在短暂的时间内发生，是一个顶部平滑的方波，而一般普通变压器是工作在连续不变的磁化中的，其交变信号是按正弦波形变化. (2) 脉冲信号是重复周期，一定间隔的，且只有正极或负极的电压，而交变信号是连续重复的，既有正的也有负的电压值。 (3) 脉冲变压器要求波形传输时不失真，也就是要求波形的前沿，顶降都要尽可能小，然而这两个指标是矛盾的。 本文由https://www.doczj.com/doc/5d16630907.html,整理。
https://www.doczj.com/doc/5d16630907.html,/view/f05a78d850e2524de5187e4 2.html 串联型12脉波二极管整流器 摘要：串联型12脉波二极管整流器是由两个相同的6脉波二极管整流器在直流输出侧串联得到的。该类型整流器一般用作中压传动系统的变频器的前端。但一般情况下，12脉波的二极管整流器的总谐波畸变率不能满足IEEE 标准。 关键词：串联型、二极管、整流器 变频调速是当今理想的调速方法之一，也是重要的节能措施。交—直—交变频方式因其优势受到越来越广泛的应用。大多数的交—直—交变流装置的前置输入部分都采用二极管整流。随着多脉波整流技术的兴起，各种大功率设备都越来越多的采用多脉波二极管整流器。 1.理论分析 假定直流滤波电容d C 足够大，从而可以忽略直流电源d V 中的纹波含量。 在任何时刻（换相过程除外），上、下两个6脉波二极管整流器中各有两个二极管导通，d i 同时经过4个二极管形成回路。由于两个6脉波二极管整流器的输出为串联连接，二次侧绕组的漏电感也可以认为是串联连接，直流电流的纹波相对较小。 输出直流电流d i 连续，且在每个供电频率周期内包含有12个脉波。变压器二次侧星形连接的绕组中的电流a i 近似为梯形波，只是在顶端有4个纹波。变压器二次侧三角形连接的绕组中的电流~ a i 和a i 的波形形状相同，只是在相位上相差 30 。 由于变压器一次侧和二次侧上面的绕组都为星形连接，折合后的电流' a i 和折 合前的电流a i 波形形状应该相同，只是幅值将减少一半（可根据两个绕组匝数比计算得到）。而二次侧三角形绕组中折合前的电流~ a i 和折合后的电流' ~ a i 波形会不 同。且一次侧电流与二次侧电流之间存在如下关系： ' ' ~ a a A i i i += 2. 仿真结果
自耦变压器容量算
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自耦变压器容量计算 一、二次绕组有共同耦合部分的变压器称为自耦变压器。和普通变压器不同，自耦变压器的绕组之间不仅有磁的联系，还有电的联系。通常，把同时属于一次和二次的那部分绕组称为公共绕组，其余部分称为串联绕组。公共绕组和串联绕组共同组成自耦变压器的高压绕组。 公共绕组和串联绕组是通过电磁感应和电的直接连接两种关系耦合起来的，以改变一、二次电压和在一、二次之间传输电能。自耦变压器的串联绕组和公共绕组一般按同心式放置，因串联绕组与高压系统连接，它常布置在铁芯最外层。自耦变压器常用于高、低电压比较接近的场合，例如连接高电压、大容量且电压等级相差不大的电力系统，在工厂和实验室用作调压器和起动补偿器等。电力系统中，常见的有单相自耦变压器和三相自耦变压器，对超高压特大容量的自耦变压器，因受运输条件的限制一般都做成单相的。 由于普通双绕组变压器的一、二次绕组之间只有磁的联系而没有电的联系，功率的传递全靠电磁感应，因此其铭牌上所标称的额定容量就是绕组的额定容量，它取决于绕组的额定电压和额定电流。绕组容量是通过电磁感应从一次传递给二次的，它的大小决定了变压器的主要尺寸和材料消耗，是变压器设计的依据。
自耦变压器的容量是指它的输入容量或输出容量，与一般双绕组变压器的容量表达式相同，额定运行时为 SN=U1NI1N =U2NI2N (1) 根据串联绕组或公共绕组的电压、电流值，计算可得自耦变压器绕组的容量。 串联绕组的额定容量 (2) 公共绕组的额定容量 (3) 可见，虽然自耦变压器容量的表达式与普通双绕组变压器相同，但自耦变压器的容量却不等于它的绕组容量。公共绕组和串联绕组额定容量相等，但都比自耦变压器的额定容量小，这多出的部分1/kSN称为自耦变压器的传导容量，它是由一次侧通过电路直接传递给负载的，不需增加绕组容量。 综上所述，用自耦变压器联系两种电压网络时，因为一、二次绕组间除了磁的联系外，还存在着电的直接联系，从一次侧到二次侧的功率传递，一部分通过绕组间的电磁感应，一部分直接传导，其容量包括传导容量和电磁容量两部分。 传导容量：通过电路关系直接传递的视在功率，它占总容量的1/k，普通变压器没有这一部分。
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：
脉冲变压器设计
目录 前言 ......................................... 错误!未定义书签。 1 脉冲变压器设计要求和原始数据 ............... 错误!未定义书签。 脉冲变压器计算程序设计要求................. 错误!未定义书签。 计算原始数据：............................. 错误!未定义书签。 2 脉冲变压器的设计 ........................... 错误!未定义书签。 线路的计算................................. 错误!未定义书签。 绝缘的设计................................. 错误!未定义书签。 铁心和绕组的选择........................... 错误!未定义书签。 铁心的设计要求............................ 错误!未定义书签。 铁心的去磁电路............................ 错误!未定义书签。 绕组的选择............................... 错误!未定义书签。 脉冲变压器的脉冲的计算..................... 错误!未定义书签。 脉冲平顶降落的验算....................... 错误!未定义书签。 脉冲的前沿畸变验算....................... 错误!未定义书签。 脉冲后沿宽度的检查....................... 错误!未定义书签。 脉冲变压器的整体结构....................... 错误!未定义书签。 脉冲变压器的温升与经济指标................. 错误!未定义书签。 脉冲变压器的温升和经济指标................ 错误!未定义书签。 脉冲变压器的温升和经济指标的验算......... 错误!未定义书签。 3 脉冲变压器的试验 ........................... 错误!未定义书签。 脉冲变压器的初次试验....................... 错误!未定义书签。 加压试验................................. 错误!未定义书签。 改变回路参数的试验....................... 错误!未定义书签。 “+／-极性”的试验....................... 错误!未定义书签。 脉冲变压器的负荷试验....................... 错误!未定义书签。 脉冲波形的检查........................... 错误!未定义书签。 漏感和电容............................... 错误!未定义书签。 变比的测量............................... 错误!未定义书签。总结 ........................................ 错误!未定义书签。致谢 ....................................... 错误!未定义书签。参考文献 ..................................... 错误!未定义书签。
电源招聘专家12脉冲与IGBT高频整流器 一、概述整流器的由来 对于直流来说不存在什么功率因数问题，因为直流的电流和电压永远是同相的。而对于交流而言就出现了这个问题，功率因数是由于电压电流不同相造成的，如图 1所示，电流和电压有一个相位差q，图中的黑粗线表示电流和电压同相位时产生的有功功率，而其他部分则是无功功率，功率因数就是表征有功功率和无功功率含量情况的，它是相位差的函数，如式(1)所示。 Pf =cos (1) 无功功率的出现不是一件好事，因为作为负载来说，它不能将由电网送来的能量全部吸收，只吸收有功功率部分，而无功功率部分则在电网线路中串来串去，白白占据着电网的有效线路而不做功。以后由于非线性负载的出现，如整流脉冲负载，虽然电流不是和电压不同相的的正弦波，但由于对正弦电压波形的破坏也同样出现了无功功率，而且这种整流式脉冲负载已是当前影响功率因数的主要来源。为了节能、有效利用能源和降低干扰，国家对企业的输入功率因数限值做出了规定，如何提高用电设备的输入功率因数已成当务之急。 图1 电流电压不同相时的相对位置关系 二、12脉冲整流器的提出和解决方法 早期的IT设备供电电源多为单相220V，如果用电设备是电阻负载，其上面的电流和电压波形是连续的，如图2中的左边波形。但一般IT设备又有内部自备电源，这些电源的输入都是一个整流滤波器，使得电流呈脉冲状，使得对应脉冲电流的电压波形部分出现了失真，如图2的中间波形就是单相整流时的破坏情况，这时的输入功率因数只有0.6-0.7。但如果能够将中间图形中的一个大电流脉冲变成布满整个半周的小电流脉冲，也就相当于与电压同相的连续电流了，此时的电压波形就几乎没有失真了，如图中的右图所示，此时的输入功率因数九可以接近于1。
自耦变压器 科技名词定义 中文名称：自耦变压器 英文名称：autotransformer 定义：至少有两个绕组具有公共部分的变压器。 所属学科：电力（一级学科）；变电（二级学科） 本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布
编辑本段概述 石家庄金山变压器有限公司 自耦变压器是指它的绕组是初级和次级是在同一调绕组上的变压器。根据结构还可细分为可调压式和固定式。 编辑本段什么是变压器？ 自耦变压器降压启动控制线路 在一个闭合的铁芯上绕两个或以上的线圈，当一个线圈通入交流电源时（就是初级线圈），线圈中流过交变电流，这个交变电流在铁芯中产生交变磁场，交变主磁通在初级线圈中产生自身感应电动势，同时另外一个线圈（就是次级线圈）中感应互感电动势。通过改变初、次级的线圈匝数比的关系来改变初、次级线圈端电压，实现电压的变换，一般匝数比为1.5：1~2：1。
因为初级和次级线圈直接相连，有跨级漏电的危险。所以不能作行灯变压器。 编辑本段自耦变压器和与干式变压器的区别 在目前的电网中，从220KV电压等级才开始有自耦变压器，多用作电网间的联络变。220KV以下几乎没有自耦变。 自耦变压器在较低电压下是使用最多是用来作为电机降压启动使用 对于干式变压器来讲，它的绝缘介质是树脂之类的固体，没有油浸式变压器中的绝缘油，所以称为干式。干式变压器由于散热条件差，所以容量不能做得很大，一般只有中小型变压器，电压等级也基本上在35KV及以下，但现在国内外也都已经有额定电压达到66kV甚至更高的干式变压器，容量也可达30000kVA甚至更高。 编辑本段自耦变压器的工作原理 自耦变压器零序差动保护原理图
大功率ＵPS 6脉冲与12脉冲可控硅整流器原理与区别 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)组成得全桥整流,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与电流脉动,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,各次谐波得有效值与谐波次数成反比,且与基波有效值得比值为谐波次数得倒 数。 图1。１计算机仿真得6脉冲Ａ相得输入电压、电流波形 2、１２脉冲整流器原理: 1２脉冲就是指在原有6脉冲整流得基础上,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与II两个三相整流电路就就是通过变压器得不同联结构成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得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) 故合成得网侧线电流 (1-4) 可见,两个整流桥产生得5、7、17、19、、、、次谐波相互抵消,注入电网得只有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,而与基波有效值得比值为谐波次数得倒数。 图1.2 计算机仿真得１2脉冲UPS A相得输入电压、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、谐波分析与改良对策 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与正整数)、-序(３k＋2次,ｋ为０与正整数)、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:常用得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:
基于MATLAB的三相全控整流建模与仿真 萧飞河北惠仁医疗设备 2015年1月 摘要本文在对三相桥式全控整流电路理论分析的基础上，建立了基于Simulink的三 相桥式全控整流电路的仿真模型，并对其带电阻负载时的工作情况进行了仿真分析与研究。通过仿真分析也验证了本文所建模型的正确性。 关键词Simulink建模 仿真 三相桥式全控整流 对于三相对称电源系统而言，单相可控整流电路为不对称负载，可影响电源三相负载 的平衡性和系统的对称性。故在负载容量较大的场合，通常采用三相或多相整流电路。三 相或多相电源可控整流电路是三相电源系统的对称负载，输出整流电压的脉动小、控制响 应快，因此被广泛应用于众多工业场合。 本文在Simulink仿真环境下，运用PowerSystemBlockset的各种元件模型建立三相桥式 全控整流电路的仿真模型，并对其进行仿真研究。 一、 MATLAB基础 MATLAB 是一种科学计算软件。MATLAB 是 Matrix Laboratory(矩阵实验室)的缩写，这是一种以矩阵为基础的交互式程序计算语言。早期的 MATLAB 主 要用于解决科学和工程的复杂数学计算问题。由于它使用方便、输入便捷、运算 高效、适应科技人员的思维方式，并且有绘图功能，有用户自行扩展的空间，因 此受到用户的欢迎，使它成为在科技界广为使用的软件，也是国内外高校教学和 科学研究的常用软件。MATLAB 由美国 Mathworks 公司于 1984 年开始推出，历经升级，到 2001 年已经有了6．0 版，现在 MATLAB 6.5、7.1、7.8版都 已相继面世。早期的 MATLAB 在 DOS 环境下运行，1990 年推出了Windows 版本。1993年，Mathworks 公司又推出了MATLAB 的微机版,充分支持在MicrosoftWindows 界面下的编程，它的功能越来越强大，在科技和工程界广为 传播，是各种科学计算软件中用频率最高的软件。1993 年出现了 SIMULINK， 这是基于框图的仿真平台，SIMULINK 挂接在 MATLAB 环境上，以MATLAB 的强大计算功能为基础，以直观的模块框图进行仿真和计算。SIMULINK 提供了各种仿真工具，尤其是它不断扩展的、内容丰富的模块库， 为系统的仿真提供了极大便利。在 SIMULINK平台上，拖拉和连接典型模块就 可以绘制仿真对象的模型框图，并对模型进行仿真。在 SIMULINK 平台上，仿 真模型的可读性很强，这就避免了在 MATLAB 窗口使用 MATLAB 命令和函 数仿真时,需要熟悉记忆大量 M 函数的麻烦，对广大工程技术人员来说，这无 疑是最好的福音。现在的 MATLAB都同时捆绑了SIMULINK，SIMULINK 的 版本也在不断地升级，从 1993 年的 MATLAB 4．0／SIMULINK 1．0 版 到 2001 年的 MATLAB 6．1／SIMULINK 4．1 版，2002 年即推出了 MATLAB 6．5 ／SIMULINK 5．0 版。MATLAB 已经不再是单纯的"矩阵实验室"了， 它已经成为一个高级计算和仿真平台。 SIMULINK 原本是为控制系统的仿真而 建立的工具箱，在使用中易编程、易拓展，并且可以解决 MATLAB 不易解决
自耦变压器容量计算 【摘要】为保证金属资源的可持续发展，大力研究自耦变压器有十分重要的现实意义。本文主要介绍自耦变压器的容量计算，对自耦变压器的原理以及自耦变压的优点进行论述，最后再根据举例，对自耦变压器的容量进行系统的分析。 【关键词】自耦变压器;容量计算;原理 0.引言 自耦变压器是一、二次边共用一部分绕组，可以实现升压或者降压变化的电力变压器。与普通变压器相比，普通变压器的原、副绕组之间只有磁的联系而没有电路上的联系，而自耦变压器的原、副绕组之间不仅有磁的联系而且还有电路上的直接联系。总的来看，自耦变压器不仅减少了原材料的使用，更有利于磁电之间的联系。 1.自耦变压器的结构原理分析 自耦变压器可以由一台双绕组变压器演变过来。设有一台双绕组变压器，原、副绕组匝数分别为N1和N2，额定电压为U1N和U2N，额定电流为I1N和I2N，其变比为K=N1 /N2≈U1N/U2N.如果保持两个绕组的额定电压和额定电流不变，把原绕组和副绕组顺极性串联起来作为新的原边。而副绕组还同时作为副边，它的两个端点接到负载阻抗ZL，便演变成了一台降压自耦变压器。 从绕组的作用看，绕组ax供高、低压两侧共用，叫做公共绕组；而绕组Aa 则与公共绕组串联后供高压侧使用，叫做串联绕组。 自耦变压器的变比为：Ka===K+1 式中：K=为双绕组变压器的变比。 与双绕组变压器相比，在变压器额定容量(通过容量)相同时，自耦变压器的绕组容量(电磁容量)比双绕组变压器的小；变压器硅钢片和铜线的用量与绕组的额定感应电动势和通过的额定电流有关，也就是和绕组的容量有关，现在自耦变压器的绕组容量减小了，当然所用的材料也少了，从而可以降低成本；由于铜线和硅钢片用量减少，在同样的电流密度和磁通密度下，自耦变压器的铜耗和铁耗以及激磁电流都比较小，从而提高了效率；由于铜线和硅钢片用量减少，自耦变压器的重量及外形尺寸都较双绕组变压器小，即减小了变电所的厂房面积和运输安装的困难；反过来说，在运输条件有一定限制的条件下，即变压器的外形尺寸有一定限制的条件下，自耦变压器的容量可以比双绕组变压器的大，即提高了变压器的极限容量；效益系数越小。 通过以上分析，自耦变压器的变比越接近1就越好，一般以不超过2为宜。此外，如果变比太大，高、低压相差悬殊，由于自耦变压器原、副边有电路上的连接，会给低压边的绝缘及安全用电带来一定的困难，所以，自耦变压器适用于原、副边电压变比不大的场合。 2.自耦变压器的基本方程 2.1电流关系 按照全电流定律，自耦变压器的激磁磁动势m应等于串联绕组的磁动势W 与公共绕组的磁动势W之和。考虑到激磁电流是由电源供给的，它流经的匝数为N+N 3.自耦变压器的容量分析 自耦变压器的额定容量(又叫通过容量) 和绕组容量(又叫电磁容量)二者是
大功率UPS 6脉冲与12脉冲可控硅整流器原理与区别 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： (1-1) 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： 谐波次数5th 7th 11th 13th 17th 19th 23th 6脉冲谐波含量20% 14% 9% 8% 6% 5% 4% 0% 0% 9% 8% 0% 0% 4% 12脉冲谐波含 量 某型号大功率UPS谐波实测数据表： 谐波次数5th 7th 11th 13th 17th 19th 23th 6脉冲谐波含量32% 3% 8% 3% 4% 2% 2% 1% 1% 9% 4% 1% 1% 2% 12脉冲谐波含 量 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
STR-1500A大功率可控硅整流柜使用说明 一、适用范围: 本产品适用于电力生产用的水轮发电机或汽轮发电机的励磁系统,在系统中接受励磁调节器的控制,执行和完成励磁工作,本产品特别适用于静止自并励励磁系统。 二、使用技术条件: 1.海拔不超过1000米。 2.环境温度室内不低于-10℃,不高于+40℃。 3.空气最大相对湿度不大于95%(20℃)。 4.没有导电尘埃以及没用腐蚀性破坏绝缘的气体或蒸汽的场所。 5.无剧烈振动和冲击以及垂直倾斜度不超过5 的场所。 6.交流电源应符合三相对称,波形为正弦,频率变动范围不超过1%的场所。 三、产品技术指标(单柜): 1.额定交流三相输入电压550V,最大1500V。 2.额定直输出电压500V,最大1500V。 3.额定直流输出电流1500A,最大3000A(强迫风冷)。 半额定直输出电流900A,最大1000A(弱风冷却或停风运行时温升1.5℃/分)。 4.允许1.8倍的直流输出电流强励20秒(强迫风冷)。 5.功率柜额定风量(4500m3/H)。 6.功率柜采用空气进气过滤密封门结构，元件采用组件结构形式冷却。 7.柜体尺寸:2200×1000×1000(高×宽×厚),风道出风口:565mm×260mm 8.各项指标均符合GB7409--87及299—89、DL/T 650-1998标准的有关规定。 四、工作原理及操作程序: 1.主回路电联结采用三相全控桥式整流由六只φ77mm的大功率晶闸管分别压装在三只风冷组件上.三相交流进线端设有结构紧凑的QHD-01A-1600A/1500V 刀开关,直流输出端设有QHD-1600A/1500V双极刀开关.可以额定运行1500A。每个晶闸管都有NGT3B型快速熔断保护及吸收过电压的RC阻容回路,具有快熔熔断报警.电流表显示输出直流电流的数值。 2.每个柜子的顶部设有风道接口,便于联接空调或风机集中通风.并装设有风压继电器检测信号,考虑停风报警.而且风道罩及其柜前观察窗盖板均可拆卸,便于清扫及更换晶闸管、阻容元件.外部空气通过空气过滤网后进入柜体,以保证空气清洁.柜子前门上装设有输出电流表、及每个桥臂脉冲有显示信号.为方便起见,脉放电源投切开关MK则装在脉冲放大盒上。 3.脉放电源投切开关MK起切合末级直流电源的作用,指示灯显示直流电源的分,合状态.外部直流电源和同步方波信号通过19线航空插头送到脉冲形成回路中.六对脉冲触发线通过脉冲变压器隔离后,送到末极整流板上.脉冲形成回路包括:光电隔离、信号整形、脉冲列调制、功率放大、反向去磁、工作显示和稳压滤波等环节.末级整流板将脉冲变压器副边的脉冲信号进行整流、反向箝位、
谈12脉冲与IGBT高频整流器 2009-06-15 16:33作者：wuhp出处：IT365责任编辑：吴红萍【文字大小：大中小】 一、概述12脉冲整流器的由来 对于直流来说不存在什么功率因数问题，因为直流的电流和电压永远是同相的。而对于交流而言就出现了这个问题，功率因数是由于电压电流不同相造成的，如图1所示，电流和电压有一个相位差q ，图中的黑粗线表示电流和电压同相位时产生的有功功率，而其他部分则是无功功率，功率因数就是表征有功功率和无功功率含量情况的，它是相位差的函数，如式(1)所示。 Pf =cosq (1) 无功功率的出现不是一件好事，因为作为负载来说，它不能将由电网送来的能量全部吸收，只吸收有功功率部分，而无功功率部分则在电网线路中串来串去，白白占据着电网的有效线路而不做功。以后由于非线性负载的出现，如整流脉冲负载，虽然电流不是和电压不同 图1 电流电压不同相时的相对位置关系 相的的正弦波，但由于对正弦电压波形的破坏也同样出现了无功功率，而且这种整流式脉冲负载已是当前影响功率因数的主要来源。为了节能、有效利用能源和降低干扰，国家对企业的输入功率因数限值做出了规定，如何提高用电设备的输入功率因数已成当务之急。 二、12脉冲整流器的提出和解决方法 早期的IT设备供电电源多为单相220V，如果用电设备是电阻负载，其上面的电流和电压波形是连续的，如图2中的左边波形。但一般IT设备又有内部自备电源，这些电源的输 图2 几种负载情况对电压正弦波形的影响情况 入都是一个整流滤波器，使得电流呈脉冲状，使得对应脉冲电流的电压波形部分出现了失真，如图2的中间波形就是单相整流时的破坏情况，这时的输入功率因数只有0.6~0.7。但如果能够将中间图形中的一个大电流脉冲变成布满整个半周的小电流脉冲，也就相当于与电压同相的连续电流了，此时的电压波形就几乎没有失真了，如图中的右图所示，此时的输入功率因数九可以接近于1。
自耦变压器损耗对比： 以DQY-40000/220为例： 注：温升还可以稍微再降低一点点。 变压器器身干燥工艺： 1.适用范围 本工艺适用于电压35Kv、110kV变压器器身真空干燥。 2.适用目的 保证器身干燥，提高变压器运行质量。 3.设备及工具 3.1设备 3.1.1立式真空罐：外形8.8*5.2*5.1m, 净空7.4*4*4m。 3.1.2真空泵 a. H-150A滑阀真空泵，2只，抽气速率150L/S，极限真空1Pa； b. ZJ-1200A机械增压泵，1只，抽气速率1200L/S，极限真空0.06Pa。 3.2测量仪器仪表及工具 3.2.1真空计 a.指针式真空表：（0-0.1）MPa； b.麦氏真空计：（0-650）Pa； c.电子式真空计：（1Pa-1kPa）； 3.2.2兆欧表：2500v/2000MΩ； 3.2.3温度计：水银温度计. 0-150℃； 3.2.4量杯：1000ml，2000ml，各一只。 4.工艺准备 4.1器身吊入烘房前，应对真空干燥设备进行检查
4.1.1检查真空干燥设备是否正常完好，尤其注意有无漏气、漏水、漏油。罐沿密封要良好，罐底应清洁无污物； 4.1.2检查真空泵内的油位是否在要求范围内（泵上有油标），并打开放油阀门检查油是否有污物及水份，如果有水必须放出后关闭阀门； 4.1.3定期对真空泵内油进行过滤及添加（一个月进行一次并作记录）。 4.2器身吊入烘房前，对器身进行检查 4.2.1清除器身各处的污物，灰尘，杂物； 4.2.2将器身吊起，用布或棉纱等擦净垫角上的灰尘污物； 4.3器身吊入烘房： 将器身吊入罐内，要求器身各处距烘房壁或蒸汽管距离300mm以上，以防止损坏绝缘件。操作人员对器身栓钢丝绳或接线时，必须穿戴干净的工作服、工作鞋，装配工的服饰要杜绝金属及零散小物件，以防随身物品掉入器身及污染产品。 4.4放测温元件 4.4.1每炉测温元件2只，在靠近加热管最近的线圈侧面上、中、下三处分别放上测温元件一只，测量温度以中间温度为主，其他两只测温元件温度只作为参考。在真空度（20-40）kPa阶段，各个温度均不得超过120℃； 4.4.2测温导线不得互相接触； 4.5关闭罐盖之前检查测量线圈温度计的位置是否正确，测温元件运行是否正常； 4.6把需要与器身一同处理的附件放在器身上，如果器身上无法放置，必须将附件垫高到距烘房底500mm以上，不可直接放在烘房底上； 4.7要求每隔1小时检查测温元件温度值、蒸汽压力、真空度、出水量，如实填入记录表格，同时记录变压器型号、容量、电压、台数、工作号、入炉出炉时间等。 5.工艺过程 5.1真空干燥的工艺过程按表一； 注：下面所注真空度指罐内残压值，单位（Pa） 表一真空干燥工艺过程