艾默生UPS电源专项培训-6脉冲和12脉冲技术差别
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6脉冲和12脉冲可控硅整流器是一种用于交流电转直流电的电力电子装置。
它们的主要原理和区别如下：1.原理可控硅整流器是一种半电压型整流装置，通过控制可控硅的导通角，改变可控硅导通时间的方式，将交流电转换成直流电。
可控硅整流器的主要控制参数有触发脉冲角度和触发脉冲宽度。
6脉冲可控硅整流器的原理是在单相交流电源上，通过两组互相相差60°的三相整流方式，使得输出的直流电压带有6个整流脉动。
12脉冲可控硅整流器的原理是通过两个直流电枢和两组互相相差30°的三相整流方式，在一个周期内产生12个整流脉动，从而减小了脉动幅值，得到了更平滑的直流输出电压。
2.区别2.1.输出电压波形6脉冲可控硅整流器的输出电压波形带有6个整流脉动，脉动幅值较大，相对于12脉冲可控硅整流器而言，输出的直流电压波动较大。
12脉冲可控硅整流器通过在一个周期内产生12个整流脉动，脉动幅值较小，输出的直流电压波动较小。
相对于6脉冲可控硅整流器而言，得到了更平滑的直流输出电压。
2.2.输出电流波形6脉冲可控硅整流器的输出电流波形带有6个整流脉动，脉动幅值较大。
12脉冲可控硅整流器的输出电流波形带有12个整流脉动，脉动幅值更小。
2.3.效率12脉冲可控硅整流器相对于6脉冲可控硅整流器而言，由于输出电压波动更小，脉动幅值更小，因此具有更高的效率。
2.4.成本12脉冲可控硅整流器相对于6脉冲可控硅整流器而言，由于结构复杂性更高，需要控制电路和相应的控制技术，所以成本更高。
综上所述，12脉冲可控硅整流器相对于6脉冲可控硅整流器来说，输出的直流电压和电流波动更小，效率更高，但成本也更高。
在实际应用中，可根据需求和成本的考虑来选择合适的可控硅整流器。
IGBT整流与6脉冲整流UPS区别
IGBT整流与6脉冲整流UPS区别
一、6脉冲整流
六个晶闸管整流，形成六个脉冲，这种整流方式是六脉冲整流。
33%输入电流谐波，功率因数0.8。
33%的输入电流谐波危害
降低了发电机，输电设备的利用率；
缩短电缆的使用寿命；
产生附加损耗，增大噪音等；
谐波引起一些继电器、接触器的误动作；
谐波使得常规电气仪表不准确；
谐波对周围的环境造成电磁干扰，影响通信设备的正常工作；
谐波容易使电网局部产生串联或并联谐；
6脉冲+5次谐波滤波器
成本低于12脉冲整流
适用于中小型UPS
当发电机处于轻载运行时（小于27%的输出功率），存在发电机的输出电压“异常升高”而损害用户设备的安全隐患。
12脉冲整流器：2个六脉冲整流器通过移相变压器实现12脉冲整流，功率因数0.92
输入电流谐波10%（不带谐波滤波器）或4.5%（带谐波滤波器）
作为工业标准用于中大型UPS
二、IGBT整流
采用六个IGBT,采用矢量控制方法，这种整流方式叫IGBT整流。
3%的输入电流谐波，功率因数0.99。
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：自动旁路移相变压器L+L-电池开关内置手动维修旁路UPS 1电池SCRSCR6脉冲整流器6脉冲整流器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。
Hipulse U 系列技术特点和技术参数
艾默生Hipulse U系列UPS性能特点一工作原理艾默生Hipulse U系列UPS是对原有7000 HIPULSE系列 UPS的优化和升级机型。
该机型除秉承7000 HIPULSE系列高可靠性的技术优势外，在DSP全数字控制、谐波治理、并机应用及双总线控制技术上等有了较大改进。
它采用真在线双变换工作原理，正弦脉宽调制及全数字化技术，可向负载提供连续、稳定、纯净的正弦波电源。
其主要内部结构及特点如下：1.整流器提供全控桥整流器，其作用是将输入交流AC380V整流为直流432V左右。
控制特点为“斜坡”启动，即整流器输出电压在10秒钟内由0V至432V，对电网无冲击。
同时可实现多台UPS的延时启动，延时启动时间5—300秒可调，减小多台UPS同时启动对电网或油机的冲击2.逆变器由6只IBGT大功率管组成的SPWM（正弦脉冲调制）全控桥组成。
其作用是将DC432V转换成交流AC208V，经特制的（△/Z）零相移锯齿型升压隔离变压器，变为负载所需的AC380V；另外，该变压器具有消除来自如计算机类的非线性负载所反射的三倍次谐波电流的能力。
控制特点采用“慢降栅压”保护技术，可大大减少逆变器扰动关断（逆变器与静态开关相互切换），并提高UPS整机过载能力，使其抗短路和抗过载能力优于一般机型。
特别是其抗短路能力是同类设备无法比拟的。
3.双路静态开关由12只SCR（可控硅）组成逆变器侧和旁路侧双路无触点电子式静态开关。
其作用是确保逆变器供电与旁路供电间的无间断切换，并确保输出电压波形的连续性和平滑性。
控制电路采用了“过零点”切换技术，保证了UPS在同步锁相时切换时间为0ms，在与电网不同步时，切换时间小于4ms，即电网频率无论怎样变化，均可确保UPS输出电压、频率的稳定与不间断。
4.控制系统采用双DSP全数字控制技术，确保整流器、逆变器、静态开关的实时控制，以及各功率部分的协调，其特点是控制时效增加，精度提高，可靠性加强，最终使UPS整机效率提高，各项输出技术指标均优于一般同容量设备。
UPS试题
UPS考试题（说明：若解题答案与他人有完全雷同情况,则雷同试卷均判为无效）一、简答题（60分）1、阐述艾默生UPS有哪几个产品系列？其中工频机为哪几个系列？（10分）答：APM、Hipulse NXL、Hipulse U、Nxr、UL33，其中工频机UL33和Hipulse U2、阐述艾默生公司与华为电源之间的关系？（5分）答：艾默生收购安圣3、阐述艾默生UPS在领域中的突出特点及优势？（5分）答：4、阐述IT Solution产品线主要产品，及模块化UPS的主要特点？（10分）答：服务器机柜系统、Liebert ITA 1-3KVA和5-20KV A、APM只能IDC动力系统、US11T、UH11、UH31、Nxe、NXf、DataMate 3000系列。
模块化UPS特点：具有多种工作制式；体积小，功率密度大；高效节能；扩展性，便于安装、维护、更换和升级；冗余性，分散式并联逻辑控制。
5、阐述UPS内部结构。
(5分)答：整流器、逆变器、蓄电池6、列举艾默生UPS有哪几家主要竞争对手？如利用艾默生UPS技术特点打击对手产品？(10分)答：（1）目标对手：梅兰，伊顿（2）伊顿都是高频机没有工频机，我们就主推工频机，但在这时要引导客户装变压器的工频机的稳定性好。
客户就要有变压器的伊顿就直接淘汰。
（3）梅兰的工频机很贵，我们也主推工频机，在报价的时候少加点利润就可以了。
7、简述并机与双总线的主要区别?（5分）答：并机需要同相位市电，8，简述工频机和高频机的技术优劣对比？（5分）答：工频机：工频变压器作为整流器和逆变器，稳定，过负荷能力强，抗冲击能力强，造价高；高频机：高频开关技术带起整流器和逆变器，体积小，效率高，造价低9、简述6脉冲和12脉冲的主要性能区别？（5分）答：、六脉冲的谐波分量大，对电网影响要多一些；采用十二脉后从理论上讲3次谐波可以全部抵消，对电网的影响也就相对要小很多。
12脉冲具有波形利用率高，谐波少，输出直流纹波小的特点。
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 45 7 11 1317 IPf(1-2)600 0 400,0200 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<it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。
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。
12脉冲整流
大功率UPS 6脉冲与12脉冲可控硅整流器的区别艾默生网络能源有限公司UPS 产品部 温顺理一、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)由公式(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。
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。
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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
稍低。
2个12脉冲UPS并联的原理图如下：
而有的厂家，为偷工减料降低成本，则采用偷换概念的方式，只在2个6脉冲整流UPS的其中一台前加自偶的移相变压器，宣称并机系统也是12脉冲整流，可靠性则随着成本的降低而降低。
原理图如下：
而其他技术，如在整流器前加装有源滤波器（谐波电流有源补偿器）和采用Delta变换器的方式，也可以获得不错的输入谐波电流特性，但其工作方式是和UPS并联运行，所以一旦UPS前端的谐波调节器故障，就会导致UPS转电池工作甚至影响UPS整流器的正常，其可靠性甚至不如单一的6脉冲整流器，增加了系统的故障点。
原理图如下：
实际上谐波补偿器THM 相当于一个逆变器，在这里就是增加了一个新的非容错的设备，因此
也就是增加了一个故障点，降低了系统的可靠性。
对于有源滤波器THM 而言，它存在如下技术弱点：
1、可靠性低：对于6脉冲+有源滤波器的UPS 來说，由于在它的有源滤波器中、使用IGBT 管作为它的整流器和变换器的功率驱动管, 其故障率偏高。
相反，对于12脉冲+无源滤波器的UPS 來说，在它的滤波器中、使用的是可靠性很高的电感和电容。
2、存在"误补偿"问题：由于它的补偿响应时间长达40ms 以上,存在"误补偿"隐患。
当在输入电源上或在UPS 的输入上游侧、作大负载的切除/投入操作时，易产生”误补偿”。
轻者，造成UPS 的输入谐波电流”突变”。
严重时，会导致UPS 的输入开关"误跳闸"。
1.例在总参XX 部使用梅兰GALAXY UPS,不加THM 有源滤波器,UPS 工作正常,加了有源滤波器,输入开关隔二三月跳闸一次,电池放电完毕,负载当机。
3、降低系统效率,增加运行成本：有源滤波器的系统效率为：93%左右。
对于
500KVA ”3+1”UPS 并机系统而言，在1500KVA 负载下及按33%的输入谐波电流进行补偿的条件下，它在1年內、所需支付的电费为：
2000KVA*0.07/3=140KVA/3=46.7KVA; 一年的耗电量为326748KW.Hr, 需要增加的电费开支为：261398元=26.1万元。
有源滤波器。