Perbedaan antara penyearah 12 pulsa dan 6 pulsa
I. Penurunan teoritis
1.6 Prinsip penyearah pulsa:
6 pulsa mengacu pada penyearah jembatan penuh yang terdiri dari 6 thyristor (batang penguat), karena terdapat 6 pulsa pensaklaran untuk mengontrol masing-masing 6 thyristor, sehingga disebut penyearah 6 pulsa.
Dengan mengabaikan proses komutasi thyristor jembatan tiga fasa dan pulsasi arus, dengan asumsi bahwa reaktansi sisi AC adalah nol, induktansi DC adalah tak terhingga, dan sudut pemicu tunda a adalah nol, maka ekspansi deret Fourier dari arus sisi AC adalah:
Dari rumus (1-1) dapat disimpulkan bahwa:
Apakah arus tersebut mengandung 6K? 1 (k adalah bilangan bulat positif) subharmonik, yaitu 5, 7, 11, 13... Nilai efektif setiap harmonik berbanding terbalik dengan nomor harmonik, dan rasio nilai efektif gelombang fundamental adalah kebalikan dari nomor harmonik.
Gambar 1.1 Bentuk gelombang tegangan dan arus masukan fase A 6-pulsa yang disimulasikan oleh komputer
2. Prinsip kerja penyearah 12 pulsa:
Penyearah 12 pulsa mengacu pada penyearah 6 pulsa asli berdasarkan ujung input, dengan menambahkan transformator penggeser fasa setelah menambahkan sekelompok penyearah 6 pulsa, sehingga arus bus DC diselesaikan oleh penyearah thyristor 12, oleh karena itu disebut juga penyearah 12 pulsa.
Seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut, dua rangkaian penyearah tiga fasa I dan II membentuk rangkaian penyearah 12 fasa melalui koneksi transformator yang berbeda.
Diagram skematik penyearah 12 pulsa (terdiri dari 2 6 pulsa paralel)
Terlihat, dua jembatan rektifikasi menghasilkan subharmonik 5, 7, 17, 19,... yang saling meniadakan, dan hanya 12k yang disuntikkan ke dalam grid? 1 harmonik (k adalah bilangan bulat positif), yaitu 11, 13, 23, 25 dan harmonik lainnya, dan nilai efektifnya berbanding terbalik dengan nomor harmonik, dan rasio nilai efektif gelombang fundamental adalah kebalikan dari nomor harmonik.
GAMBAR 1.2 Bentuk gelombang tegangan dan arus masukan fase A dari UPS 12-pulsa yang disimulasikan oleh komputer
2. Analisis data yang diukur.
Perhitungan di atas adalah kondisi ideal, mengabaikan banyak faktor, seperti proses komutasi, pulsasi arus sisi DC, sudut penundaan pemicu, reaktansi sisi AC, dan sebagainya. Oleh karena itu, terdapat beberapa perbedaan antara nilai terukur dan nilai yang dihitung. Tabel perhitungan harmonik teoritis:
| Nomor harmonik | ke-5 | ke-7 | tanggal 11 | ke-13 | tanggal 17 | tanggal 19 | tanggal 23 |
| 6 Kandungan harmonik pulsa | 20% | 14% | 9% | 8% | 6% | 5% | 4% |
| 12 Kandungan harmonik pulsa | 0% | 0% | 9% | 8% | 0% | 0% | 4% |
Contoh tabel data pengukuran harmonik UPS daya tinggi:
| Frekuensi harmonik | ke-5 | ke-7 | tanggal 11 | ke-13 | tanggal 17 | tanggal 19 | tanggal 23 |
| 6 Kandungan harmonik pulsa | 32% | 3% | 8% | 3% | 4% | 2% | 2% |
| 12 Kandungan harmonik pulsa | 1% | 1% | 9% | 4% | 1% | 1% | 2% |
Dari dua tabel di atas, dapat dilihat bahwa kandungan harmonik penyearah 6-pulsa mencapai 5 harmonik, dan intensitas penyearah 12-pulsa mencapai 11 harmonik, yang konsisten dengan hasil perhitungan teoritis. Nilai terukur harmonik ke-5 dari penyearah 6-pulsa lebih besar daripada nilai perhitungan, dan nilai terukur harmonik ke-11 dari penyearah 12-pulsa sama dengan nilai perhitungan.
Ketiga, analisis harmonis dan langkah-langkah penanggulangan perbaikan.
Harmonik dapat menyebabkan kabel distribusi dan transformator menjadi panas, mengurangi kualitas komunikasi, kesalahan pengoperasian sakelar udara, lonjakan tegangan generator, dan konsekuensi buruk lainnya; Harmonik dibagi menjadi urutan + (3k+1 kali, k adalah 0 dan bilangan bulat positif), urutan - (3k+2 kali, k adalah 0 dan bilangan bulat positif), dan urutan 0 (3k kali, k adalah bilangan bulat positif).
Arus sekuens positif (+) memperburuk kerugian, arus sekuens negatif (-) menyebabkan motor berputar balik dan memanas, dan arus sekuens nol (0) menyebabkan arus garis tengah meningkat secara tidak normal.
Dari nilai terukur dapat dilihat bahwa penyearah 6-pulsa memiliki harmonik maksimum 5, sehingga dapat dipasang 5 filter untuk menekan harmonik; penyearah 12-pulsa memiliki harmonik terbesar yaitu 11, dan dapat ditambahkan 11 filter untuk menekan harmonik. Diagram prinsip filter adalah sebagai berikut:
Berikut adalah tabel perbandingan harmonik dari jenis UPS daya tinggi tertentu setelah pemasangan filter:
| Frekuensi harmonik | ke-3 | ke-5 | ke-7 | tanggal 11 | ke-13 | tanggal 17 | tanggal 19 | Total |
| Persyaratan Indikator IEC6000-3-4 | 21,6% | 10,7% | 7,2% | 3,1% | 2% | 1,2% | 1,1% | 25% |
| 6 Kandungan harmonik pulsa | 32% | 3% | 8% | 3% | 4% | 2% | > 30% | |
| Penyearah 6 pulsa + filter 5 jalur | 2% | 1% | 7% | 2% | 3% | 2% | 9% | |
| 12 Kandungan harmonik pulsa | 1% | 1% | 9% | 4% | 1% | 1% | 10% | |
| Penyearah 12 pulsa + filter 11 lintasan | 1% | 1% | 3% | 2% | 1% | 1% | 4,5% |
Seperti yang terlihat pada tabel di atas, penambahan filter memiliki efek yang sangat jelas pada penekanan harmonik.
Secara khusus, perlu ditekankan bahwa: Konfigurasi filter 6 pulsa + harmonik ke-5 dapat mencapai persyaratan harmonik sekitar 9%, tetapi karena kapasitansi filter harmonik ke-5 (250Hz) lebih besar, ketika beban UPS ringan (<15% beban nominal), arus input penyearah akan mendahului tegangan input, jika kumparan eksitasi generator mengalami eksitasi sendiri, mudah terjadi efek umpan balik positif armatur, tegangan output generator akan naik secara tidak normal, mengakibatkan generator memasuki kondisi proteksi dan berhenti. Oleh karena itu, skema filter 6 pulsa + harmonik ke-5 tidak disarankan untuk digunakan ketika beban UPS ringan. Ketika beban aktual ringan, filter harmonik ke-5 dapat dilepas dari penyearah.
Penyearah 12-pulsa tunggal juga dapat mencapai sekitar 10% dari indeks harmonik arus, tetapi tidak ada rangkaian LC kapasitor besar, untuk menghindari efek umpan balik positif dengan eksitasi generator.
Indeks harmonik arus kurang dari 4,5% dapat dicapai dengan menggunakan penyearah 12 pulsa + perangkat harmonik 11. Kandungan harmonik tunggal dan harmonik total memenuhi persyaratan indeks IEC61000-3-4.
Jadwal 1: Masukkan data kandungan harmonik arus pada kondisi beban yang berbeda.
| Masukkan total kandungan harmonik. | Tanpa beban | Beban 25% | Beban 50% | Beban >75% |
| 6 Denyut | 86% | 65% | 50% | > 30% |
| Filter 6 pulsa +5 pass | > 50% | 30% | 15-20% | 10-12% |
| 12 denyut | 20% | 15% | 12% | 9,5% |
| 12 pulsa + filter 11-pass | 12 ~ 15% | 8 ~12% | 5 ~ 8% | 4,5% |
Lampiran 2: Tabel kandungan harmonik total arus masukan UPS 400KVA 12-pulsa + 11-pass filter model tertentu
Persentase beban | Komponen harmonik baterai THDI% | Nilai absolut arus harmonik total |
| 100% | 4,5% | 33A |
| 75% | 5% | 28A |
| 50% | 8% | 29A |
| 40% | 10% | 29A |
| 30% | 12% | 27A |
Nilai absolut arus harmoniklah yang memengaruhi jaringan listrik, bukan persentase arus harmonik. Seperti yang terlihat pada tabel di atas, nilai absolut arus harmonik terbesar terjadi pada beban penuh; pada beban setengah dan beban ringan, nilai absolut arus harmonik tidak melebihi 100% dari nilai absolut arus harmonik beban penuh. Filter harmonik 12 pulsa +11 memiliki efek minimal terhadap total harmonik arus input, dan juga dapat menghindari kekurangan efisiensi sistem yang rendah akibat "kompensasi kesalahan" filter aktif, karena filter harmonik 12 pulsa +11 menghasilkan polusi terendah pada jaringan listrik, sehingga cocok digunakan pada kondisi dengan persyaratan keandalan tinggi.
Keempat, perbandingan kinerja:
| Proyek | Penyearah 6 pulsa + filter 5 jalur | Penyearah 12 pulsa + filter 11 derajat | Keunggulan teknis penyearah 12-pulsa + filter 11-pass |
| 1. Kandungan harmonik arus masukan yang dipancarkan ke jaringan listrik. | く10% | く4,5% | Karena adanya penambahan beban filter penyearah ke jaringan listrik utama, jaringan akan "tercemar", sehingga sejumlah besar arus harmonik orde tinggi mengalir melalui seluruh sistem catu daya. Akibatnya, arus yang mengalir melalui jalur tengah akan mengalami arus berlebih dan beban motor akan mengalami pemanasan abnormal. Untuk mengatasi masalah tersebut, disarankan untuk mengkonfigurasi 12 penyearah pulsa dan 11 filter harmonik, sehingga kualitas catu daya jaringan pengguna mencapai standar "catu daya hijau". |
| 2. Konsumsi energi | Lebih besar | Lebih kecil | Arus masukan yang dipancarkan ke jaringan listrik memiliki kandungan harmonik yang kecil. Harmonik orde tinggi akan menyebabkan kehilangan panas pada transformator daya input dan kabel, sehingga mengakibatkan pemborosan energi. |
| 3. Generator mati | mudah | Tidak akan | Efek umpan balik positif dari kumparan medan dihindari. |
| 4. Penyebabnya adalah kesalahan pengoperasian sakelar. | mudah | Tidak mudah | |
| 5. Bagian depan UPS membutuhkan kapasitas generator. | Besar, sesuai dengan kapasitas konfigurasi generator 1,6~2 kali lipat. | Lebih kecil, sesuai dengan kapasitas konfigurasi generator yaitu 1,5 hingga 1,8 kali lipat. | UPS penyearah pulsa 6 membutuhkan kapasitas lebih dari 1,8 kali kapasitas mesin diesel. Penyearah pulsa 12 hanya membutuhkan 1,5 kali kapasitas mesin diesel. |
| 6. Sakelar input UPS, konfigurasi kapasitas kabel | Menambahkan | Tidak ada kenaikan | Karena arus puncak input penyearah 6 pulsa yang besar, transformator, pemutus sirkuit, kabel, dll., perlu diturunkan kapasitasnya, sehingga mengakibatkan peningkatan biaya investasi. |
| 7. Tegangan riak keluaran penyearah | Lebih besar | 50% lebih rendah | Riak tegangan keluaran DC dari penyearah 12-pulsa adalah 50% dari riak penyearah 6-pulsa, yang sangat mengurangi efek riak baterai saat pengisian daya, dan dapat secara efektif memperpanjang umur baterai. |
Seperti yang terlihat pada tabel di atas, penyearah 12-pulsa lebih unggul daripada penyearah 6-pulsa dalam sejumlah indikator kinerja. Teknologi penyearah 12-pulsa lahir sejak tahun 1970-an, setelah perbaikan dan peningkatan terus-menerus, secara bertahap menjadi teknologi pilihan untuk penyearah daya tinggi.
Terakhir, seperti yang disebutkan di atas, jika investasi mencukupi, cobalah untuk memilih konfigurasi penyearah 12-pulsa dan filter 11-waktu. Konfigurasi ini memenuhi persyaratan komponen harmonik arus masukan Kelas I standar industri catu daya Kementerian Perindustrian Informasi (YD/T1095-2000) dan persyaratan indeks Komisi Elektroteknik Internasional IEC61000-3-4.
No.220 Jalan Huayuan kota Jinan Cina