电力学堂

电能质量

整流类设备的典型谐波含量

作者：华腾开元发表时间：2009-11-13 14:10:54 阅读：次

一、整流器原理

6脉冲整流指以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。6脉冲整流器的电流中含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。

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。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。

二、整流器的谐波含量

如果根据整流的原理，利用傅立叶分析，可以计算出整流器电流的各次谐波含量。但是，理想计算忽略了很多因素，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。

对6脉冲和12脉冲整流器，理论计算的谐波含量如下表：

谐波次数	5th	7th	11th	13th	17th	19th	23th
6脉冲谐波含量	20%	14%	9%	8%	6%	5%	4%
12脉冲谐波含量	0%	0%	9%	8%	0%	0%	4%

而根据实际测量，某型号大功率UPS的谐波实测数据如下表：

谐波次数	5th	7th	11th	13th	17th	19th	23th
6脉冲谐波含量	32%	3%	8%	3%	4%	2%	2%
12脉冲谐波含量	1%	1%	9%	4%	1%	1%	2%

对变频器的测量结果与此类似。由此可知，在实际应用中，UPS电源、变频器、直流电机等带有整流器的设备，其各次谐波含量的整体分布与理论计算值类似，但某些具体数据又会有较大偏差，在进行谐波治理时，应以实测数据为准。