上海汤浅电子有限公司是一家融科研、开发、生产、工贸为一体的经济实体公司,公司组建于2000年,占地48亩总投资4600万元，现有员工500多人.公司主要产品有:阀控式密封蓄电池,有色金属,不间断电源(UPS)消防应急电源(EPS)等系列产品.太阳能胶体蓄电池，风力发电蓄电池，军用蓄电池，电动车电池等系列。

　　UPS产生谐波机理

　　与电力电子装置有关的原始波形几乎都是非正弦的，波形都含有谐波分量，UPS是其中的一个代表，UPS的整流方式是产生谐波的一个重要原因，在理想情况下，认为交流电源是三相对称工频正弦波电压，忽略供电电源自身的谐波，同时也不考虑脉冲桥式整流电路换相重叠角的影响，忽略直流回路电流纹波的影响并假定电路的触发脉冲对称、导通角α相等，在上述理想条件下，当装置处于稳定工作状态时，通过开关函数法将被分析波形表示成一系列已知波形与开关函数的乘积和的形式，将其中的已知波形与开关函数都展开成级数的形式，再对乘积和进行整理化简，最后将被分析的波形表示成级数的形式，以便于讨论其中谐波的级次与含量。

　　UPS整流产生谐波的特点

　　UPS整流产生谐波可分为整流直流电压谐波和电源侧的电流谐波，对于多脉冲整流电路，可以得到如下结论:

　　对于直流侧电压:

　　(1)电路的总脉冲数越多，在直流端电压波形中谐波抵消得越多，直流侧电压波形越好;

　　(2)在系统直流侧电压中出现的谐波频率为电压脉冲数的整数倍，谐波级次n=pm。例如6脉冲电路，电压谐波频率为6m倍输入频率;

　　(3)谐波次数越低，谐波幅值越大。

　　对于交流侧电流:

　　(1)对于理想的p脉冲整流器，在交流侧只有下列次数的谐波电流:n=Pm±1次，式中m=1，2，3，…。各个谐波电流分量的幅值为基波电流的l/n。例如，对于6脉冲整流装置，线电流中只有5、7、11、13、17、19…等奇次谐波，其中5、7次谐波幅值分别为基波电流的1/5和1/7;对于12脉冲装置，线电流中只有11、13、23、25…等奇次谐波，其幅值也显著减小;

　　(2)增加整流器的脉冲数p，对减小交、直流两侧的谐波分量有决定性影响。所以，构成脉冲数尽可能大的系统是整流装置减少交、直流两侧谐波电流和谐波电压的根本措施。

　　本文主要就UPS整流产生的电源侧电流谐波进行分析研究。

　　公司核心产品PMB阀控式密封蓄电池,引进、消化、吸收了日本PMB株式会社最前沿的密封蓄电池技术和工艺.公司拥有先进的制造设备、模具、质量监控系统,使得公司生产的每一个电池都有与国际水准相同的高品质.公司的产品生产销售严格按照ISO9001质量体系执行.欧盟CE认证。

　　公司奉行“精心设计、倾心塑造、全心管理、真心面对、尽心服务”的企业精神.面对21世纪电池产业高峰突飞猛进.在当今飞跃的信息,离不开稳定强劲的源动力,我们以五心精神塑造品牌形象,服务于大众. 尊敬的客户:我们相信制造厂商不仅仅是优质产品的制造者,更是客户利益的创造者,我们将诚信每一个客户,也会持续带给您优质的产品,让我们的产品助您开拓辉煌的前程!

　　UPS整流滤波方式与谐波抑制关系

　　信息中心大功率UPS分类

　　国家气象信息中心共有12台大功率UPS，几乎涵盖了目前市场上各种形式的大功率UPS，根据整流、滤波方式的不同，可将其分成以下几种类型，如表1所示。

　　整流器件整流方式隔离变压器输入滤波方式UPS典型

　　晶闸管(SVR)6脉冲无无120kVAA品牌UPS120kVAB品牌UPS250kVAA品牌UPS

　　有源滤波+无源滤波300kVAA品牌UPS

　　12脉冲30°移相变压器11次谐波滤波器300kVAC品牌UPS

　　原边:三角形副边:星形+三角形11次谐波滤波器13次谐波滤波器625kVAD品牌UPS

　　IGBTPWM无无120kVAE品牌UPS

　　对6脉冲无输入隔离变压器和输入滤波器UPS的谐波分析

　　以250kVAA品牌UPS为代表的6脉冲晶闸管整流UPS，无输入隔离变压器和输入滤波器，通过FLUKEF434电能质量分析仪检测得到该UPS的谐波频谱分析图及电流波形，如图2所示。由图可见，输入电流波形严重畸变，A相输入电流总谐波畸变达到45.3%，其中5次谐波占很大成分，A相约为41.5%，7次谐波次之，A相约为13.9%，与前所述的UPS6脉冲整流产生谐波的特点相符，输入功率因数PF(0.79)与基波功率(位移)功率因数COSφ(0.86)的比值较大，即电流畸变因数ζ(0.92)偏离1较大，说明输入电流的畸变较严重。另外，在电流波形呈现非正弦的情况下，畸变功率D即由谐波电流产生的无功功率也是不容忽视的。

　　■可靠性高，使用寿命长，特殊的密封结构和阻燃外壳，在使用过程中不会产生泄漏电解液的缺陷，更不会发生火灾。

　　■重量，体积比能量高，内阻小，输出功率高。

　　■自放电小，20℃下每月的自放电率不大于2％。

　　■满荷电出厂，无流动的电解液，运输安全。

　　■可以任意方向使用。

　　■使用温度范围广，胶体系列电池（－40℃～70℃）。

　　■无需均衡充电，由于单体电池的内阻、容量，浮充电压一致性优良，确保了电池在使用期间，无需均衡充电。

　　■恢复性能好，将电池过放电至0伏，短路放置30天后，仍可充电恢复其容量。

　　■坚固的铜端子，便于安装连接，导电能力强。

　　■计算机辅助设计和计算机控制主要生产过程，确保产品性能的一致性并达到设计标准。

　　蓄电池性能

　　l 当蓄电池室内温度在-10℃~+45℃时仍能满足直流负荷供电要求，* 高压缩玻璃棉吸液式(AGM)技术使用的温度为5℃～30℃。

　　l 蓄电池结构保证在使用寿命期间，* 超音波密封外壳，免维护，免加水，使用可靠性高不得会渗漏电解液。

　　l 蓄电池具有优良的防酸及排气性能，当压力超过正常值时应可靠排气，压力恢复正常值时可靠密封，无论在任何情况下排出的气体不含酸雾。

　　l 蓄电池在-30°C和65°C时封口剂无裂纹及溢流。

　　l 蓄电池自放电率每月不大于4%。

　　l 蓄电池的密封反应效率不低于95%。

　　l 蓄电池外壳无变形，裂纹及污迹，极性正确，正负极性及端子有明显标志，方便用户连接，正极板厚度大于4.5mm。

　　对12脉冲含有移相隔离变压器和输入滤波器UPS的谐波分析

　　对于三角形绕组的变压器，3N次谐波全部同相，因此，3N次谐波电流在绕组里循环，不会向电网扩散，输入隔离变压器对电流谐波有一定的抑制作用。信息中心两台30OkVAC品牌UPS在原有6脉冲整流的基础上，输入端增加移相变压器后再增加一组6脉冲整流器，使直流母线电流由12个晶闸管整流完成，这大大减小了UPS的输入谐波电流。另外，C品牌UPS安装了吸收11次谐波输入滤波器，即将LC串联谐振电路的谐振点调整到55OHz，使整流电路产生的11次谐波大部分流入LC串联谐振回路，从而将流入电网的谐波电路抑制在允许值之内。为了提高电能质量测试数据可参考度的准确性，将中心所有并联冗余的UPS全部切换到单台UPS供电，这样，提高了单台UPS的负载率，使全部参与比较的几种整流、滤波方式的UPS负载率均在45%~65%之内，使比较的数据受负载率影响较小，更加具有参考性和信服度。通过电能质量分析可以得到(见图3):30OkVAC牌UPS输入总谐波畸变较小，最高的一相仅为5.2%，谐波主要以7次为主，且谐波含量较小，输入功率因数不高(仅为0.89)，基波功率因数COSφ(0.89)与总输入功率因数相等，说明电流畸变很小。

　　对12脉冲含有输入隔离变压器和输入滤波器UPS的谐波分析

　　D晶牌UPS采用12脉冲晶闸管全桥整流电路，两个整流器与输入端均隔离，原边为三角形连接、副边整流器A采用三角形连接，整流器B采用星形连接，该UPS装有智能化的输入滤波器，可根据负载量决定是否投入使用部分滤波电容，对于采用12脉冲整流方式的UPS来说，输入电流的谐波主要以11次、13次为主，故该UPS滤波器设计即针对11次和13次谐波进行吸收，由电能质量分析图(见图4)可知:对于11次、13次谐波的滤波效果非常好，11次、13次谐波含量仅为0.3%和0.4%，而总电流谐波畸变也在5.2%以内，电流呈现出较好的正弦波形且输入功率因数高达0.94。D品牌UPS采用的智能化输入滤波器能有效地净化来自市电电网的脉冲、浪涌电压、尖峰电压、高频电磁干扰等可能对UPS造成的危害，同时也可以减小由整流器所形成的电流谐波对市电电网的谐波污染，并且提高了输入功率因数。