兩種可控硅整流器的運行原理簡析

在平時的工作中，可控硅整流器作為一種常用到的重要元件，在工程師們的設計方案中出現頻率是很高的。其中，6脈沖可控硅整流器和12脈沖可控硅整流器都非常受歡迎。那么，這兩種整流器可以通用嗎?二者有哪些不同呢?在今天的文章中，小編將會從他們的運行原理入手，為大家簡析一下他們的不同之處。

首先要為大家介紹的是6脈沖可控硅整流器的運行工作原理。這里所謂的6脈沖，指的是以6個可控硅組成的全橋整流，由于有6個開關脈沖對6個可控硅分別控制，所以我們一般稱之為6脈沖整流。這種6脈沖整流器的基礎結構如圖1所示。

圖1 6脈沖整流器

這里我們以圖1所示的6脈沖整流器運行結構為基礎，來對它的運行特點進行簡要分析。我們暫時忽略三相橋式可控硅整流電路換相過程和電流脈動，假定交流側電抗為零，直流電感為無窮大，延遲觸發角a為零，則交流側電流傅里葉級數展開可以計公式為：

由上文中的公式，我們可以得出以下一個結論，那就是在6脈沖整流器的電流中，含6K(k為正整數)次諧波，即5、7、11、13...等各次諧波，各次諧波的有效值與諧波次數成反比，且與基波有效值的比值為諧波次數的倒數。

圖2 計算機仿真的6脈沖A相的輸入電壓、電流波形

依據對上文中兩個公式的計算，我們可以得出結論，那就是在12脈沖可控硅整流器運行過程中，兩個整流橋產生的5、7、17、19、...次諧波相互抵消，注入電網的只有12k次諧波，即11、13、23、25等各次諧波，且其有效值與與諧波次數成反比，而與基波有效值的比值為諧波次數的倒數。

圖3 12脈沖整流器示意圖(由2個6脈沖并聯組成)

在這種12脈沖的可控硅整流器運行過程中，其本身橋1的網側電流傅立葉級數展開可得出公式為：

則合成的網側線電流可計算為：

由此可見，在12脈沖的可控硅整流器運行過程中，兩個整流橋產生的5、7、17、19、...次諧波相互抵消，注入電網的只有12k(k為正整數)次諧波，即11、13、23、25等各次諧波，且其有效值與與諧波次數成反比，而與基波有效值的比值為諧波次數的倒數。

圖4 計算機仿真的12脈沖UPS A相的輸入電壓、電流波形

以上就是本文針對兩種可控硅整流器的運行原理，所進行的簡要分析和介紹，希望能夠對各位工程師的研發設計工作有所幫助。