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 电池及 逆变器 输入 1、6脉冲整流器 负载 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=231/2/Id( sinwt1/5sin5wt1/7sin7wt1/11sin11wt1/13sin13wt 1/17Sin17wt1/19sinwt…)      (1-1) 由此可得以下简洁的结论：电流中含6k1（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 负载 两个6脉冲 整流桥I和II 30° 桥1的网侧电流傅立叶级数展开为： iIA=iIa=231/2/Id( sinwt1/5sin5wt1/7sin7wt1/11sin11wt 1/13sin13wt1/17Sin17wt1/19sinwt…)        (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=231/2/Id( sinwt1/5sin5wt1/7sin7wt1/11sin11wt 1/13sin13wt1/17Sin17wt1/19sinwt…)        (1-3) 故合成的网侧线电流 iA=iIAiIIA=431/2/(sinwt1/11sinwt1/13sin13wt…) 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12k1（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。 高频大功率UPS与工频机的对比   高频机 工频机 1 采用IGBT整流技术，根据统计数据，IGBT整流故障率远高于可控制硅整流 采用可控硅整流技术，系统可靠性高 2 输出有高次谐波，高频谐波耦合在零线上，可能抬升零地电压。很难满足IBM,HP等服务器厂家对零地电压小于1V的场地需求 输出配置隔离变压器，零地电压增量为零，更可靠保证负载运行 3 逆变器直接挂接负载，抗负载冲击能力弱，降低逆变器的可靠性 输出隔离变压器自身短路阻抗的作用及高频衰减隔离特性，使得工频机具有很好的抗负载冲击能力，降低负载突变和短路对UPS的影响 4 逆变器直接带载，带不平衡负载能力弱 通过变压器的负载重新分配，提高了UPS带不平衡负载的能力。 5 负载直挂，带非线性负载的能力弱 输出变压器具有3N次谐波电流的隔离能力，带非线性负载的能力强； 6 无输出隔离变压器，在UPS故障的情况下存在输出直流电压损坏负载的风险 即使在UPS故障的情况下也不存在输出直流电压的风险，负载更加安全可靠； 7 主路旁路N线必须相同，因此无法实现主旁路不同源配置 可以实现主旁路不同输入源的配置 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，满足高可靠性场地的配电要求； 8 某些厂家的高频机输入零线中断时，UPS无法正常工作，当市电和柴油发电机切换时，因零线短时“缺失”可能出现“零偏”故障，造成输出闪断，负载掉电的重大故障 隔离变压器重新生成中心点，UPS输入零线中断时可正常工作。 9 采用专用充电器，充电能力弱。只能满足短时间(5-10分钟)后备电池的充电能力，长延时配置时电池充电能力不足，电池寿命严重缩短 电池直接挂接母线，在负载不足满载时可将剩余的整流器容量用于充电，特别适应中国客户长延时配置后备电池的需求 10 电池与逆变器之间增加了电压变换电路，降低了电池放电时系统效率，同等负载时需配置更多的电池。且系统可靠性降低 电池直接挂接母线，逆变效率高，节省电池的配置容量       1 工频机和高频机的原理 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 工频机和高频机是按UPS的设计电路工作频率来区分的。工频机是以传统的模拟电路原理设计，由晶闸管(SCR)整流器、IGBT逆变器、旁路和工频升压隔离变压器组成。因其整流器和变压器工作频率均为工频50Hz，顾名思义叫工频UPS。 高频机通常由IGBT高频整流器、电池变换器、逆变器和旁路组成。IGBT可以通过控制加在门极的驱动来控制其开通与关断，IGBT整流器开关频率通常在几千赫到几十千赫，甚至高达上百千赫，远远高于工频机，因此称为高频UPS。 2 隔离变压器的原理分析 隔离变压器是利用电磁感应原理，对配电或信号进行电气隔离的装置。隔离变压器在UPS中通常被设计在逆变器的输出端，可以起到增加UPS性能改善负载端供电质量的作用。 通常，UPS的输出隔离变压器有以下四大优点: （1）降低零地电压，优化UPS末端供电网络 UPS的逆变输出安装隔离变压器可以隔离输入和输出之间的电气连接，从而有效地降低输出的零地电压。由于隔离变压器的副边绕组采用Y型接法，中性点接地后产生新的零线，从而达到降低零地电压的目的。事实上，HP、IBM、SUN的小型机因为要保证精密的计算能力与高可靠的数据处理传输能力，都会对零地电压有极高的要求，加装隔离变压器可以彻底解决因为零地电压偏高所造成的一些问题。 （2）滤除负载端谐波，提高供电质量 隔离变压器本身具有电感特性，输出隔离变压器可以滤除负载端的大量低次谐波，减少高频干扰，并可以使高次谐波大幅度衰减。采用电源隔离变压器，可以有效地抑制窜入交流电源中的噪声干扰，提高设备的电磁兼容性。 （3）增强过载短路保护能力，保护负载与UPS主机 由于其自身的特性，隔离变压器是UPS中工作最为稳定的器件。UPS在正常工作过程中，如果遇到大的短路电流，变压器会产生反向电动势，延缓短路电流对负载以及逆变器的冲击破坏，具有保护负载与UPS主机的作用。 （4）UPS故障时保护负载 高频UPS的AC/DC变换部分采用高频化设计，提高了UPS的输入功率因数(0.98以上)及输入电压范围，DC/AC逆变部分高频化减少了输出滤波电感的体积，功率密度大。由于无输出隔离变压器，一旦逆变器桥臂的IGBT被击穿短路，UPS母线直流高电压将加到负载上，危及负载的安全。输出隔离变压器具有“通交流阻直流”的能力，可以解决此类问题，在UPS发生故障时能够使负载安全运行。 3 从工频机和高频机的性能对比来分析 （1）在可靠性方面，工频机要优于高频机 工频机采用晶闸管(SCR)整流器，该技术经过半个多世纪的发展和革新，已经非常成熟，其抗电流冲击能力非常强。由于SCR属于半控器件，不会出现直通、误触发等故障。相比而言，高频机采用的IGBT高频整流器虽然开关频率较高，但是IGBT工作时有严格的电压、电流工作区域，抗冲击能力较低。因此在总体可靠性方面，IGBT整流器比SCR整流器低。 （2）在环境适应性方面，高频机要优于工频机 高频机是以微处理器作为处理控制中心，将繁杂的硬件模拟电路烧录于微处理器中，以软件程序的方式来控制UPS的运行。因此，体积、重量等方面都有明显的降低，噪音也较小，对空间、环境影响小，因此比较适合于对可靠性要求不太苛刻的办公场所。正因为如此，许多厂家的中小功率UPS普遍推出了高频机。 （3）在负载对零地电压的要求方面，工频机要优于高频机 大功率三相高频机零线会引入整流器并作为正负母线的中性点，这种结构就不可避免地造成整流器和逆变器高频谐波耦合在零线上，抬升零地电压，造成负载端零地电压抬高，很难满足IBM、HP等服务器厂家对零地电压小于1V的场地需求。另外，在市电和发电机切换时，高频机往往因零线缺失而必须转旁路工作，在特定工况下可能造成负载闪断的重大故障。工频机因整流器不需要零线参与工作，在零线断开时，UPS可以保持正常供电。 综上所述，工频机UPS和高频机UPS的差异主要表现在隔离变压器上，而工频机对隔离变压器的使用，在很大程度上提升了UPS的可靠性。从综合性能方面来讲，工频机和高频机则各有优劣，至少在当前，不存在谁取代谁的问题。 继续阅读