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6脉冲与12脉冲整流

6脉冲、12脉冲整流器原理与区别

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：

xLx （jHiiat--sin S M--dn7at + —siiillai + —一-—smlT^t一- del 知

5 7 11 13 1719

（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。

桥1的网侧电流傅立叶级数展开为:

■ Ij ■ tiuird ' wEdar- '、血_01 * ' Mtd lor * ' fiitl 如

+ . .}

iA n 4

5 7 11 13

17 IP

(1-2)

600 0 400,0

200 0 W 0.0 ^200,0

-400.0 600 0 400 O 200,0 ￡ 0.0 -200 0 -4 00 0

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。

6脉冲整

F 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II 网侧线电压比桥I 超前30?,因网侧线电流比桥

I 超前30?

:加=丄、+

krf + —soil Ajtf + —'iijl-ci# + — ud^ + I

(1-3)

故合成的网侧线电流

A - ijx

hjA~

x(siii at + — suillot+ ?suii3

真

11 13

(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。

600.01

400.0- J>00.0 < 0 0 ^2000 400 01 200 0 > 0.0 200,0 -400 0

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:

RMS; 220.58

/ \ $、

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（＜15%额定负载）时，整流器输

入电流会超前输入电压，如果发电机的励磁绕组采用自励方式，很容易产生电枢正反馈效应，发电机输出电压会异常升高，导致发电机进入保护状态而停机。因此6脉冲+5次谐波滤波器

方案不建议在UPS负载较轻时使用。当实际负载较轻时，可将5次谐波滤波器从整流器上脱

出。

而单独的12脉整流器也可达到10%左右的电流谐波指标，但是没有大电容的LC电路，避

免了与发电机的励磁正反馈效应。

采用12脉冲整流器+11次谐波器可达到小于4.5%的电流谐波指标。单次谐波和总谐波含量

均满足IEC61000-3-4的指标要求。

附表1:在配置不同负载条件下，输入电流谐波总含量数据

附表2:某型号400KVA 12脉冲+11次滤波器UPS输入电流总谐波含量表

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过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，同时还可避免有源滤波器

误补偿”系统效率低等缺点，因12脉冲+11次谐波滤波器此对电网的污染最低，适用于可靠

性要求较高的场合使用。

四、性能对比：

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。

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。

6脉冲12脉冲可控硅整流器原理与区别

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/756396995.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。

6脉冲和12脉冲的比较

（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，

6与12脉冲整流器原理

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：

艾默生UPS电源专项培训-6脉冲和12脉冲技术差别

120KVA 机型6脉冲和12脉冲的技术差别 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。一般三相电使用6脉冲整流时，由于晶闸管只在交流电压波形幅值大于直流母线电压时才导通，输入电流不连续呈脉冲状，谐波含量很高，不加额外的滤波方式如无源滤波（电感）、有源滤波（PFC ）时，输入反馈回电网的谐波电流总THD 超过30%，即总谐波电流含量超过总电流的33%，有可能造成配电线缆、变压器发热，空气开关误动作，发电机喘振等。 6脉冲整流原理图和电流电压效果图：加入无源滤波器即校正电感后，才可将输入电流谐波含量降至10%左右。但这仅仅是满载情况下的指标。实际上，越是轻载情况，6脉冲整流器的输入谐波电流含量就越大，比如50%负载情况下，6脉冲整流器的输入谐波电流总含量超过56%；25%负载情况下，则超过78%。也就是说，谐波的绝对值基本不随负载量的减轻而减少。 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。它使整流器导通角大幅增加，输入电流更平滑，谐波电流含量减少，一般可达到10%左右，在增加无源电感滤波后，输入谐波电流可降至4%以下。而且，即使轻载工作，其良好的输入电流特性也不会大幅下降。比如50%负载情况下，12脉冲整流器的输入谐波电流总含量＜12%；25%负载情况下，则＜15%。可以有效减少谐波的绝对值。 12脉冲整流UPS 原理如下图： UPS 中有并联冗余的2个6脉冲整流器，所以，其工作时即使有一个整流器故障，也不会影响UPS 正常工作，提高了UPS 系统的故障容错能力。由于使用了全功率的移相变压器和6脉冲整流器，所以同厂家的12脉冲整流器的UPS 比6脉冲整流器的UPS 体积、重量都要大至少1/3。相应的成本也更高。有的厂家采用IGBT 高频整流技术也能够实现更好的输入谐波电流特性，其整流器可靠性等同於采用一个6脉冲整流器的UPS ，相对于采用12脉冲整流器的UPS 其整流器的容错能力

脉冲与12脉冲区别

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:

6脉冲与12脉冲区别

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。

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

12脉冲与IGBT高频整流器

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。

UPS_6脉冲整流器、12脉冲整流器和IGBT整流器技术区别

UPS 6脉冲整流器、12脉冲整流器和IGBT 整流器技术区别 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。三相桥式整流电路忽略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： iA=2?31/2/π?Id( sinwt -1/5sin5wt -1/7sin7wt +1/11sin11wt +1/13sin13wt - 1/17Sin17wt -1/19sinwt +…) (1-1) 由此可得以下简洁的结论：电流中含6k ±1（k 为正整数）次谐波，各次谐波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 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。电池及逆变器输入电池及逆变器输入 II

桥1的网侧电流傅立叶级数展开为： iIA=iIa=2?31/2/π?Id( sinwt-1/5sin5wt-1/7sin7wt+1/11sin11wt+ 1/13sin13wt-1/17Sin17wt-1/19sinwt+…) (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?。 iIA=2?31/2/π?Id( sinwt+1/5sin5wt+1/7sin7wt+1/11sin11wt+ 1/13sin13wt+1/17Sin17wt+1/19sinwt+…) (1-3) 故合成的网侧线电流 iA=iIA+iIIA=4?31/2/π(sinwt+1/11sinwt+1/13sin13wt+…) 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，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。 3、IGBT整流器 IGBT整流器电气图如下： IGBT整流是和6脉、12脉冲整流器完全不同的架构，其特点是：（1）采用三相半桥式SPWM逆变器构成输入Boost开关整流器与输出逆变器，这是高频化UPS的典型特征。（2）不用（也不能用）输出隔离变压器及ZVS软开关技术。（3）用高频IGBT作开关管，开关频率大于或等于20kHz。

UPS12脉冲与LC比较

1，12脉冲整流器与LC滤波器配置在各个方面的比较谐波解决方案12 pulse 6 pulse + LC filter 100 % 负载率时的性能 THDI Power factor < 10- 12 % 0.85 < 5- 6 % up to .94 25-50-75 %负载率时的性能 THDI Power factor increase up to 20 % quite constant > 0.80 constant THDI < 16 % constant > 0.90 是否满足 IEC 61000-3-4标准不满足11次谐波严重超标，13 谐波超标 11次微量超标连接方式串联在系统中串联在系统中系统可升级性能不可以不可以系统可靠性较好，但整流器故障时 UPS运行将不正常非常高，增加的配置对系统的可靠性没有影响发电机或与低压配电系统的兼容性一般 12脉冲整流器由于配置有设备容量的移相变压器。UPS 上电时有严重电流浪涌的问题影响低压配电系统的稳定运行，）同时，THDI水平比较高）很好（采用智能形的LC Filter能够避免配置普通LC Filter在UPS低负荷水平时的容性电流问题） UPS 系统效率的影响average : good : loss of

loss of 2- 3% 0.5 % 2，12脉冲整流器与其他系统配置的谐波水平的比较 3，12脉冲整流器与其他系统配置谐波水平与IEC 标准的比较 4，结论： 12脉冲整流器存在输入启动电流浪涌严重和功率因数比较低的问题。尤其是输入启动电流浪涌问题，对整个配电系统的安全性可靠性不利。

6脉冲、12脉冲可控硅整流器原理与区别

6脉冲、12脉冲可控硅整流器原理与区别摘要：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300，因网侧线电流比桥I超前300 (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脉冲与12脉冲浅析

电子信息系统机房典型用电设备的谐波特性 1.PC机、网关、服务器、交换机等IT设备：输入电流谐波分量<65~77%r ； 2.带PFC校正功能的PC机、高中档服务器、磁盘等IT设备：输入电流谐波分量<18~27%r ； 3.IGBT脉宽调制整流型UPS：输入电流谐波分量<3%r（满载）； 4.6脉冲整流器：输入电流谐波分量<30%r （满载）； 5.12脉冲整流器：输入电流谐波分量<9%r （满载）； 6.6脉冲整流器+5次谐波滤波器：输入电流谐波分量<9%r （满载）； 7.12脉冲整流器+11次谐波滤波器：输入电流谐波分量<4.5%r （满载）； 8.6脉冲整流器+有源滤波器：输入电流谐波分量<3~5%r （满载）； 9.节能灯：输入电流谐波分量<10~34%r.。

6脉冲与12脉冲UPS的浅析摘要：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。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

6脉冲与12脉冲整流

6脉冲、12脉冲整流器原理与区别摘要：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。

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：

脉冲整流器和12脉冲整流器介绍

6脉冲整流器和12脉冲整流器介绍由于不断电系统之输入端需进行交、直流电压转换，而传统UPS 一般均采用可控硅整流器构成的6脉冲整流器整流电路。此电路的问题在于将造成系统输入功率因数恶化及输入电流谐波失真率增加等负面影响。对此相关问题，亦可利用功率因数矫正电路技术进行改善。然而受限于成本因素，目前该项技术仍较适合应用于中低功率型系统。较大容量之交、直流整流器设计，尚需藉由可控硅整流器予以达成，对此一般可以可采用12脉冲整流器和主动电力滤波器补偿，下文主要介绍6脉冲和12脉冲整流器的结构图1绘出一典型的3相6脉冲整流器架构，当系统处于理想的运转状况下，市电电感L S 可假设为零，且视直流电感L d 足够大使得直流输出电流无涟波成分，今如令整流器触发角为α，则自市电引入之电流i s 可表示为： ())sinh()sin(21αωαω-+-=t i t i i h S (1) o h I h i π6 =, h =6n ±1, (n=1, 2, 3,…) (2) 其中i h 为市电谐波电流。由上式可看出，3相6脉冲整流器主要之谐波电流成分为5次谐波，而其总谐波含量约为30%。为达到提高功因及降低谐波成分的目的，可在不断电系统之电源输入侧并联LC 滤波器使用。至于谐波滤波器之设计方式可根据下式决定： LC f h π21= (3) 其中f h 为谐波频率、L 为滤波电感、C 为电容值。由于6脉波型整流器所产生之最低阶谐波为5次谐波，目前该型不断电系统机种常采5阶及（或）7阶型滤波器设计。相控整流器直流電容器三相電源L s L d 濾波器濾波器補償器驅動器α ?* α+++-相控整流器2 直流電容均流迴路相控整流器1 市電端相移變壓器驅動器图1：三相6脉冲整流器图2：三相12脉冲整流器及均流控制回路另一方面，为进一步提高相控整流器所产生之谐波电流阶数，亦可采行12脉冲整流技术，其电路架构如图2所示。主要原理为利用两组变压器将交流电压移相，各自整流后，再于直流侧予以合成，产生12步阶直流涟波效果。由数学理论推导，12脉冲相控整流器所需引入之市电线电流为： ())sin()sin(21αωαωh t h i t i i h S -+-= (4) o h I h i π6 =, h =12n ±1, (n=1, 2, 3,…) (5) 由(4)、(5)式可看出，12脉冲整流电路所产生之谐波电流最低为11次谐波，其远高于6脉冲整流技术产生之5次谐波，且其总谐波含量亦较6脉冲为低；然而该12脉冲机种需额外加入一输入相移变压器，为有效减少相移变压器的生产成本，变压器可采自耦型设计（如图1所示），惟其需注意系统是否有输出入电压隔离的问题。另鉴于12脉冲整流电路在实现时可能因两组整

6脉冲与12脉冲区别

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UＰＳA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:

6脉动整流与12脉动整流

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:

大功率UPS 6脉冲与12脉冲可控硅整流器原理与区别

大功率UPS 6脉冲与12脉冲可控硅整流器原理与区别产品部 (2007-02-06 15:05:44) 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 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。

(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：

6脉动整流与12脉动整流

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。

(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：

6脉冲、12脉冲可控硅整流器原理与区别

6脉冲、12脉冲可控硅整流器原理与区别 6脉冲、12脉冲可控硅整流器原理与区别摘要：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：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。

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

-12脉中频电炉整流原理

12脉中频电炉整流原理在可控硅整流电路中，一般采用的三相全控整流电路属于六脉波整流，即：电源在一周内的直流电压Ud有六个脉波。该电路整流器的输入电流（即整流变压器的输出电流）是一个宽度为120°上下对称的方波电流，这种方波电流除基波外，还包括有许多谐波电流。谐波电流是有弊无利的，它一方面增加了整流变压器铁芯的涡流损耗，同时，它会使接在交流电网中电容负载以及其他具有电磁铁芯的负载（如电动机、变压器、交流接触器等）过热，对有线广播及电讯产生干扰，并会对接在交流电网中的精密测量仪器产生附加误差。综上所述，大功率变流设备会对工频电网产生干扰，并随着变流功率的增大，这种干扰会变得更加严重。为此，世界各国都已制订了相应标准，在一定的电网容量下，规定了一定脉波数的整流器的最大允许容量。例如英国电业部门规定：2×104千伏的短路容量的交流电网中，允许的6脉波整流器的最大容量是100千瓦。为了减少大功率变流装置对电网的干扰，可采用两个办法。一是加接滤波器，以它来提供高次谐波电流的通路，从而减小高次谐波电流对其他电器的影响，但由于滤波器的价格较高，一般不予采用；另外一个更为有效地办法是增加整流相数，即增加电压的脉波数。通常的三相6脉冲桥式整流线路中，变压器电流是方波（见下图）。工作时，均会对电网产生3次、5次、7次、11次、13次和更高次的谐波干扰电流，这些谐波电变压器电流 6脉冲整流谐波

流的大小分别是工频基波电流的1/3，1/5，1/7，1/11，1/13。如果采用三相6脉冲桥式整流线路，它们工作时产生的谐波干扰有可能造成当地电网的谐波超标（取决于当地电网的短路容量）或导致某些精密设备和仪器不能正常工作。采用六相12脉冲桥式整流线路以后，变压器电流接近于正弦波（见上图）。由于变压器的特殊接法，3次、5次、7次谐波电流将在变压器内部相互抵消，从而使其对电网的谐波干扰大幅度降低。6相12脉冲桥式整流线路的最低次谐波是11次，大小是工频基波电流的1/11。综上所述， 200KW 以上中频炉均需采用12脉整流方案，即可防止高次谐波对电网的污染问题。本次投标设备中的中频电源的整流部分，采用12脉整流，这样可使设备对电网产生的谐波影响小，并达到国家标准的范围内。以下为：12脉波与6脉波的原理和输出电压的相位关系。变压器电流 12 脉冲整流谐波分