用12脉波整流改善变频器功率因数的优化方案

有的用户由于对变频器功率因数低的原因不够清楚，还是用并联补偿电容的方法企图改善功率因数，结果非但未能达到目的，反而缩短了价格昂贵的电容器的寿命。关于改善变频调速系统功率因数一定要“对症下药”，设法削弱谐波电流。常用的一般方法，已经在6.3节中讲述过了。

近年来，有的变频器生产厂商开始在低压变频器的输入侧采用12脉波整流（如日本安川公司生产的CIMR—G7A系列变频器）方式，在改善输入电流波形及提高功率因数方面，取得了显著的效果。

1.三相全波整流电路的特点 图12-7a所示是普通的三相桥式全波整流电路，其主要特点是：

（1）电路的结构特点 可以看成是由两个半波整流电路并联而成的，它们分别是：共阴极半波整流电路和共阳极半波整流电路，如图12-7b所示（图中的变压器是为了说明问题而假想的，实际并不存在）。

（2）电压矢量图 图12-7c所示是变压器两个三相二次绕组的电压矢量；图12-7d所示是两者串联后（即桥式电路）的矢量图，由于两组矢量图不能重合，故合成后的矢量图共有“6脉波”。因此，三相桥式全波整流电路也可以看成是6脉波整流电路。

（3）输入电流波形 是一个畸变十分严重的双峰波，如图12-7a所示，它的谐波分量是很大的。

图12-7 三相全波整流电路

a）桥式整流电路 b）共阴极整流电路和共阳极整流电路 c）分解后的矢量图 d）合成后的矢量图(www.xing528.com)

2.12脉波整流电路

（1）电路的结构特点 12脉波整流真实地需要一台具有两个二次绕组的变压器，一个接成星形，另一个接成三角形，如图12-8a所示。

（2）电压矢量图 由于三角形联结的电压矢量和星形联结的电压矢量之间，互差π/6rad电角度，如图12-8b所示。故两者并联后的电压矢量具有12脉波的特点，如图12-8c所示。

（3）输入电流波形 如图12-8左侧所示，其输入电流波形已经十分接近于正弦波了。有关资料表明：6脉波整流时，输入电流的畸变率为88%；12脉波整流时，输入电流的畸变率只有12%，功率因数可提高到0.95以上。

图12-8 12脉波整流的电压矢量

a）变压器接法 b）两组电压矢量 c）合成矢量