雙橋十二脈動(dòng)整流器原理

1、B=yx至xfx(aiKi-Eunicjt；-uuyq+-mu叮網(wǎng)+EnyH-Ian叮卵.Iu?？?”，雙橋十二脈動(dòng)整流器原理0引言十二脈沖整流技術(shù)的發(fā)展由來(lái)已久，早在70年代初期，當(dāng)大功率可控硅發(fā)展成熟之際，人們就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了可控硅整流器在將交流電轉(zhuǎn)換為直流電的同時(shí)，產(chǎn)生了大量的諧波電流注入到電網(wǎng)中，隨之而來(lái)的就是諧波電流對(duì)電網(wǎng)中的其它負(fù)載產(chǎn)生的影響，為此，人們尋求一種解決方法，希望去除掉整流器產(chǎn)生的諧波電流。在當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平和條件下，只有兩種解決方案：其一是采用兩套整流器通過(guò)不同相位的疊加，以便消除、次諧波，也就是脈沖整流器；另外一種方案就是采用型的無(wú)源濾波器，試圖消除（主要是）和（部分的）

2、以及少量的其它更高次的諧波。這在當(dāng)時(shí)算是比較先進(jìn)的技術(shù)。1十二脈沖整流器原理12脈沖是指在原有6脈沖整流的基礎(chǔ)上，在輸入端增加移相變壓器后在增加一組6脈沖整流器，使直流母線電流由12個(gè)可控硅整流完成，因此又稱為1脈沖整流。兩個(gè)三相整流電路就是通過(guò)變壓器的不同聯(lián)結(jié)構(gòu)成12相整流電路。橋1的網(wǎng)側(cè)電流傅立葉級(jí)數(shù)展開為：橋網(wǎng)側(cè)線電壓比橋超前，因網(wǎng)側(cè)線電流比橋超前：B=yx至xfx(aiKi-Eunicjt；-uuyq+-mu叮網(wǎng)+EnyH-Ian叮卵.Iu叮科*”，B=yx至xfx(aiKi-Eunicjt；-uuyq+-mu叮網(wǎng)+EnyH-Ian叮卵.Iu?？?”，故合成的網(wǎng)側(cè)線電流可見(jiàn)，兩個(gè)整流橋

3、產(chǎn)生的57、9次諧波相互抵消，注入電網(wǎng)的只有C為正整數(shù)）次諧波，且其有效值與與諧波次數(shù)成反比，而與基波有效值的比值為諧波次數(shù)的倒數(shù)。12脈沖是指在原有6脈沖整流的基礎(chǔ)上，在輸入端、增加移相變壓器后在增加一組6脈沖整流器，使直流母線電流由12個(gè)可控硅整流完成，因此又稱為12脈沖整流。下圖所示和兩個(gè)三相整流電路就是通過(guò)變壓器的不同聯(lián)結(jié)構(gòu)成相整流電路。圖脈沖整流器示意圖（由個(gè)脈沖并聯(lián)組成）橋1的網(wǎng)側(cè)電流傅立葉級(jí)數(shù)展開為：橋網(wǎng)側(cè)線電壓比橋超前,因網(wǎng)側(cè)線電流比橋超前西=:尋XT楓中帕+j即+：即3+yifnrjfS+汕片溯+yrTE+ynirH+）故合成的網(wǎng)側(cè)線電流肚If門瀘=I+Jm=_|Kx（nf邀

4、2測(cè)盯仰朋叮？逍）可見(jiàn),兩個(gè)整流橋產(chǎn)生的5、7、1、719等次諧波相互抵消,注入電網(wǎng)的只有土（為正整數(shù)）次諧波，即、3等各次諧波，且其有效值與與諧波次數(shù)成反比,而與基波有效值的比值為諧波次數(shù)的倒數(shù)。2實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析以上計(jì)算為理想狀態(tài)，忽略了很多因數(shù)，如換相過(guò)程、直流側(cè)電流脈動(dòng)、觸發(fā)延遲角，交流側(cè)電抗等。因此實(shí)測(cè)值與計(jì)算值有一定出入。理論計(jì)算諧波表：諧波次數(shù)5th7th11th13th17th19th23t6脈沖諧波含量20%14%9%8%6%5%4%12脈沖諧波含量0%0%9%8%0%0%4%某型號(hào)大功率諧波實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表：諧波次數(shù)5th7th11th13th17th19th23t6脈沖諧波含量32

5、%3%8%3%4%2%2%12脈沖諧波含量1%1%9%4%1%1%2%從以上兩表對(duì)比可得，6脈整流器諧波含量最大為5次諧波、12脈整流器強(qiáng)度最大為11次諧波，與理論計(jì)算結(jié)果一致。6脈5次諧波實(shí)測(cè)值較計(jì)算值偏大，12脈11次諧波實(shí)測(cè)值與計(jì)算值相同。3諧波分析和改良對(duì)策諧波可能造成配電線纜、變壓器發(fā)熱，降低通話質(zhì)量，空氣開關(guān)誤動(dòng)作，發(fā)電機(jī)喘振等不良后果；諧波按電流相序分為正序（次，為和正整數(shù)）、負(fù)序（次，為或正整數(shù)）、序（次，為正整數(shù)）。正序電流使損耗加重，負(fù)序電流使電機(jī)反轉(zhuǎn)、發(fā)熱，零序電流使中線電流異常增大。從實(shí)測(cè)值可見(jiàn)，6脈整流器5次諧波最大，可加裝5次濾波器來(lái)抑制諧波；，脈整流器，次諧波最大

6、，可加裝，次濾波器來(lái)抑制諧波。4十二脈沖整流器優(yōu)點(diǎn)0倍以上）、部分地消除了7對(duì)上線電網(wǎng)的諧波污染（總，脈沖整流器基本消除了5次諧波（衰減率次諧波（衰減率，倍）對(duì)電網(wǎng)的注入影響，使得U電流失真度）衰減了約倍。5十二脈沖整流器缺點(diǎn)（）諧波抑制效果較差：按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的諧波標(biāo)準(zhǔn)（參見(jiàn)下表），脈沖整流器的總電流諧波失真度為，0，滿足該標(biāo)準(zhǔn)，但單次諧波H，、H，均3超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值的兩倍以上，甚至比原6脈沖整流器的H，、，H，還3要大；在一些特殊場(chǎng)合，只能采用脈沖整流器+次無(wú)源濾波器的方法，但其結(jié)果甚至于還不如6脈沖整流器無(wú)源濾波器的效果。1HDI39e評(píng)JD課VIHja開j乜獲開HJXJ泊就駅J駅廠曲HJ3

7、勺展HJJ3J318ajH3318-eHiJ3辭j抹J抹HeJOX35北開眈駅H3sje-孑寸lEcejooo-壬俺停裁C俚靠據(jù)g坤丄HIAI早疽俺海韻HK腫HJ（）低負(fù)載率時(shí)效果很差：大多數(shù)情況下運(yùn)行在的負(fù)載率,特別是當(dāng)為+冗余并聯(lián)時(shí)，每臺(tái)的負(fù)載率僅在左右，脈沖整流器的約等于,即使采用脈沖整流器次濾波器，也仍然在，5左%右，還不如6脈沖整流器+無(wú)源濾波器的結(jié)果（參見(jiàn)下圖）。（3）系統(tǒng)效率損失較大：假如以6脈沖整流器的效率為單位1，則12脈沖整流器的采用將降低系統(tǒng)效率的;而普通濾波器僅降低左右，這就是低通濾波器至今仍然在沿用的一個(gè)原因。（）價(jià)格較高：假如以脈沖整流器的標(biāo)準(zhǔn)價(jià)為單位1則脈沖整流器需增加20（內(nèi)置，但大容量時(shí)可能不能內(nèi)置）到30（獨(dú)立機(jī)柜外置）;而普通濾波器僅需增加（內(nèi)置）到（外置），這也正是低通濾波器至今仍然在采用的主要原因。（5）可靠性低：由于12脈沖整流器是由2個(gè)6脈沖整流器串連或并聯(lián)組成的，因此部件增多，反而增加了本身的故障點(diǎn)，降低了系統(tǒng)的可靠性,對(duì)整個(gè)負(fù)載系統(tǒng)的供電不利。（）安全性差：脈沖整流器是串連連接到系統(tǒng)中的（與濾波器相同），而推出的與是并聯(lián)連接到電網(wǎng)與負(fù)載之間的，因此安全性較高，不會(huì)由于的故障造成整個(gè)系統(tǒng)的供電故障。（7）與發(fā)電機(jī)匹配差：在一些配發(fā)電機(jī)的大型用戶現(xiàn)場(chǎng)，采用12脈沖整流器后，和