两种可控硅整流器的运行原理简析

在平时的工作中，可控硅整流器作为一种常用到的重要元件，在工程师们的设计方案中出现频率是很高的。其中，6脉冲可控硅整流器和12脉冲可控硅整流器都非常受欢迎。那么，这两种整流器可以通用吗?二者有哪些不同呢?在今天的文章中，小编将会从他们的运行原理入手，为大家简析一下他们的不同之处。

首先要为大家介绍的是6脉冲可控硅整流器的运行工作原理。这里所谓的6脉冲，指的是以6个可控硅组成的全桥整流，由于有6个开关脉冲对6个可控硅分别控制，所以我们一般称之为6脉冲整流。这种6脉冲整流器的基础结构如图1所示。

图1 6脉冲整流器

这里我们以图1所示的6脉冲整流器运行结构为基础，来对它的运行特点进行简要分析。我们暂时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可以计公式为：

由上文中的公式，我们可以得出以下一个结论，那就是在6脉冲整流器的电流中，含6K(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2 计算机仿真的6脉冲A相的输入电压、电流波形

依据对上文中两个公式的计算，我们可以得出结论，那就是在12脉冲可控硅整流器运行过程中，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3 12脉冲整流器示意图(由2个6脉冲并联组成)

在这种12脉冲的可控硅整流器运行过程中，其本身桥1的网侧电流傅立叶级数展开可得出公式为：

则合成的网侧线电流可计算为：

由此可见，在12脉冲的可控硅整流器运行过程中，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(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4 计算机仿真的12脉冲UPS A相的输入电压、电流波形

 

以上就是本文针对两种可控硅整流器的运行原理，所进行的简要分析和介绍，希望能够对各位工程师的研发设计工作有所帮助。