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/view/f05a78d850e2524de5187e42.html 串联型12脉波二极管整流器摘要：串联型12脉波二极管整流器是由两个相同的6脉波二极管整流器在直流输出侧串联得到的。
该类型整流器一般用作中压传动系统的变频器的前端。
但一般情况下，12脉波的二极管整流器的总谐波畸变率不能满足IEEE 标准。
关键词：串联型、二极管、整流器变频调速是当今理想的调速方法之一，也是重要的节能措施。
交—直—交变频方式因其优势受到越来越广泛的应用。
大多数的交—直—交变流装置的前置输入部分都采用二极管整流。
随着多脉波整流技术的兴起，各种大功率设备都越来越多的采用多脉波二极管整流器。
1.理论分析假定直流滤波电容d C 足够大，从而可以忽略直流电源d V 中的纹波含量。
在任何时刻（换相过程除外），上、下两个6脉波二极管整流器中各有两个二极管导通，d i 同时经过4个二极管形成回路。
由于两个6脉波二极管整流器的输出为串联连接，二次侧绕组的漏电感也可以认为是串联连接，直流电流的纹波相对较小。
输出直流电流d i 连续，且在每个供电频率周期内包含有12个脉波。
变压器二次侧星形连接的绕组中的电流a i 近似为梯形波，只是在顶端有4个纹波。
变压器二次侧三角形连接的绕组中的电流~ai 和a i 的波形形状相同，只是在相位上相差 30。
由于变压器一次侧和二次侧上面的绕组都为星形连接，折合后的电流'a i 和折合前的电流a i 波形形状应该相同，只是幅值将减少一半（可根据两个绕组匝数比计算得到）。
而二次侧三角形绕组中折合前的电流~a i 和折合后的电流'~a i 波形会不同。
且一次侧电流与二次侧电流之间存在如下关系：''~a a A i i i += 2. 仿真结果2.1 验证图2.1为12脉波串联型二极管整流器工作在额定条件下仿真所得的电流波形，从上到下依次为一次侧电流A i 、二次侧星形绕组中电流a i 、二次侧三角形绕组中电流~ai 和输出电流d i 。
12脉波整流电路原理12脉波整流电路是一种用于将交流电转换为直流电的电路。
它通过使用12个二极管和一个中心引线，使得输出电压具有更高的平均值和更低的纹波。
本文将详细介绍12脉波整流电路的原理及其工作过程。
让我们来了解一下什么是脉波整流。
脉波整流是一种将交流电转换为直流电的技术。
通常，交流电的电压在正半周和负半周之间交替变化，而直流电的电压保持恒定。
脉波整流电路通过使用二极管来实现这一转换过程。
12脉波整流电路利用了三相交流电的特点。
三相交流电是指由三个相位相差120度的正弦波组成的电信号。
在12脉波整流电路中，三相交流电首先通过一个变压器，将其转换为低电压高电流的形式。
然后，通过连接12个二极管和一个中心引线，将交流电转换为直流电。
具体来说，当A相的电压最大时，通过A相的二极管将电流导通，此时B相和C相的二极管处于关断状态。
当A相的电压下降到零并开始变为负值时，A相的二极管关闭，B相的二极管导通。
在这一过程中，电流通过负载的方向保持不变，从而实现了整流的目的。
接下来，当B相的电压最大时，通过B相的二极管将电流导通，此时A相的二极管和C相的二极管处于关断状态。
当B相的电压下降到零并开始变为负值时，B相的二极管关闭，C相的二极管导通。
同样地，电流通过负载的方向保持不变。
当C相的电压最大时，通过C相的二极管将电流导通，此时A相和B相的二极管处于关断状态。
当C相的电压下降到零并开始变为负值时，C相的二极管关闭，A相的二极管导通。
电流继续通过负载的方向保持不变。
通过这样的循环过程，交流电被转换为具有更高平均值的直流电。
由于12脉波整流电路中使用了12个二极管，相比于6脉波整流电路，纹波更小，输出电压更稳定。
总结一下，12脉波整流电路是一种将交流电转换为直流电的电路。
它利用了三相交流电的特点，通过连接12个二极管和一个中心引线，将交流电转换为具有更高平均值和更低纹波的直流电。
这种电路在工业和电力系统中得到广泛应用，用于稳定供电和保护电子设备。
12脉波整流电路原理
12脉波整流电路是一种高效的电力转换技术，它可以将交流电转换为直流电，同时减少了输出的脉动和谐波。
其原理基于三相交流电源的正弦波形，通过控制三相桥式整流器中的开关管，使得每个半周期内都能够有两个开关管被导通，从而实现了12个脉冲的整流。
在12脉波整流电路中，三相桥式整流器是核心部件。
其由6个二极管和6个可控硅组成，分别连接在三相交流电源的对应位置上。
当交流电源中某一相的正半周时，该相对应的可控硅导通，而其他两个可控硅则不导通。
当另外一相出现正半周时，则对应该相的可控硅导通，而前一个可控硅则停止导通。
如此循环下去，在一周期内就会出现12次开关变化。
由于12脉波整流器中每个半周期都有两个开关管被导通，因此输出端得到了更加平稳的直流输出。
同时，在输入端也减少了谐波污染和功率因数问题。
需要注意的是，在实际应用中需要进行适当的控制和保护。
例如，需要对可控硅的触发角度进行控制，以确保输出电压稳定。
同时，还需要考虑可控硅的损坏和过流保护等问题。
总之，12脉波整流电路是一种高效、稳定的电力转换技术。
其原理基于三相交流电源的正弦波形，在适当的控制下可以实现更加平稳和低谐波的直流输出。
在实际应用中需要进行适当的控制和保护，以确保系统的安全和可靠性。
串联型12脉波二极管整流器摘要：串联型12脉波二极管整流器是由两个相同的6脉波二极管整流器在直流输出侧串联得到的。
该类型整流器一般用作中压传动系统的变频器的前端。
但一般情况下，12脉波的二极管整流器的总谐波畸变率不能满足IEEE 标准。
关键词：串联型、二极管、整流器变频调速是当今理想的调速方法之一，也是重要的节能措施。
交—直—交变频方式因其优势受到越来越广泛的应用。
大多数的交—直—交变流装置的前置输入部分都采用二极管整流。
随着多脉波整流技术的兴起，各种大功率设备都越来越多的采用多脉波二极管整流器。
多脉波二极管整流器有两种类型：串联型多脉波二极管整流器和并联型多脉波二极管整流器。
前者的所有6脉波二极管整流器的直流侧串联输出，主要用在仅需要一个直流供电的中压传动系统的变频器的前端；后者的每一个6脉波二极管整流器给一个单独的直流负载供电，可以用在需要多个独立直流供电电源的串联H 桥多电平逆变器中。
本文主要介绍串联型12脉波二极管整流器。
1.串联型12脉波二极管整流器1.1整流器的结构图1 12脉波串联型二极管整流器简化结构框图12脉波串联型二极管整流器的典型结构简化框图如图1所示，它由两个完全相同的6脉波二极管整流器构成，移相变压器二次侧两个三相对称绕组分别给其供电。
两个整流器的直流输出串联连接。
为了消除网侧电流A i 中的低次谐波，可令变压器二次侧星形连接的绕组的线电压ab V 与变压器一次侧绕组线电压AB V 同相，而变压器 三角形连接的绕组的线电压~~abv 超前AB v 一个相角，即 30~~=∠-∠=AB ab v v δ二次侧绕组线电压的有效值为2/~~AB abab V V V == 则变压器的绕组匝数比为221=N N 3231=N N 图1中的s L 表示供电电源和变压器之间总的线路电感，变压器总的漏电感可在变压器内部设置。
1.2 理论分析假定直流滤波电容d C 足够大，从而可以忽略直流电源d V 中的纹波含量。
舰用12脉波整流器直流侧谐波分析舰用12脉波整流器广泛应用于各种大型电力电子系统，例如船舶电力系统和海上风力发电系统，其所产生的直流侧谐波会严重影响船舶设备的运行效率和系统设备寿命。
因此对舰用12脉波整流器直流侧谐波进行分析具有重要的实际意义。
首先，舰用12脉波整流器直流侧谐波的产生原因主要是由于电路存在的非线性元件导致电流波形失真所致。
例如，在12脉波整流器中，由于在输出滤波电容充电和放电过程中，电流波形存在峰值，但电容又无法承受这种高峰值电流，因此直流侧输出电压波形会出现谐波。
其次，舰用12脉波整流器直流侧谐波的频率大小可以通过公式f=n*f0（n为谐波次数，f0为整流器输出电压频率）进行计算。
当n为奇数时，谐波会产生在f0的整数倍，当n为偶数时，谐波会产生在f0的2/n处。
最后，为了降低舰用12脉波整流器直流侧谐波对设备的影响，可以采取以下措施：一是增加输出滤波电容容量，以减少电容充放电过程中的电流波形，从而降低输出电压的谐波含量；二是增加输出电感，以控制电容充放电时的高峰值电流，从而有效降低直流侧谐波；三是使用谐波滤波器，将谐波从输出电路中剔除掉，从而让直流侧输出电压波形更加平滑。
总之，舰用12脉波整流器直流侧谐波在船舶电力系统和海上风电系统中的影响不可忽略。
通过以上措施，可以有效地减少直流侧谐波，保证设备的运行效率和设备寿命。
为了更好地了解舰用12脉波整流器直流侧谐波产生的情况，以下列出了相关数据并进行分析：1. 输出电压频率：50Hz2. 输出电容电容量：4700uF3. 直流输出电压：120V4. 谐波滤波器频率：3KHz根据公式f=n*f0，可以计算出舰用12脉波整流器直流侧谐波频率的大小。
以n=5为例，有f=5*50=250Hz，即在输出电压频率50Hz的整数倍处产生谐波。
此时需要注意的是，谐波滤波器的频率应该在谐波频率附近，以达到剔除谐波的效果。
据此，可以选用3KHz左右的谐波滤波器。
12脉波整流变压器结构型式的选择
在大型的电化学或电冶金用直流电源系统中，同相逆并联12脉波整流机
组是组成24相、36相、48相整流系统的基本组成单元。
12脉波整流机组主电路的连接型式有两种方案：一种是由一台整流变压器与两台整流装置组成的单机组12脉波整流电路（简称单机组12脉波整流电路）；另一种是由置于同一
油箱内的两台完全独立的整流变压器与两台整流装置组成的双机组等值12脉
波整流电路（简称等值12脉波整流电路）。
二者的连接方式如图1、图2所示。
上述两种连接方式的整流电路，对12脉波整流输出电压（电流）波形的对
称性以及对网侧谐波电流的影响是不同的，应引起设计人员和用户的注意。
1两种连接方式对谐波电流的影响
理想情况下，12脉波整流电路运行过程中，不会在网侧产生5次和7次谐波电流。
但单机组12脉波整流电路，由于变压器两个阀侧绕组的输出电压和阻
抗不容易做到很一致，使得运行时存在着严重的负荷分配不均的问题。
需要通过晶闸管相控或饱和电抗器的励磁调节来纠正这种偏差，从而导致二个三相桥晶闸管导通的相位差不能严格地保持为30°，使得网侧仍然存在5次和7 次谐波电流。
对于等值12脉波整流电路，由于变压器两个阀侧绕组的输出电压和阻抗容
易做到一致，而不会破坏12脉波的对称性。
图1单机组12脉波整流电路
图2等值12脉波整流电路
2阀侧绕组之间负荷电流分配不均的问题
2.1单机组12脉波整流电路单机组12脉波整流电路，其整流变压器网侧只。
.辽宁工业大学电力电子技术课程设计（论文）题目：并联多重12脉可控整流电路（220Ｖ／200Ａ）院（系）：电气工程学院专业班级：学号：学生姓名：指导教师：（签字）起止时间：课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：电气注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算摘要近些年来随着电力电子技术的快速发展，电力电子技术已广泛应用于各个领域。
直流整流器是以电力电子技术为基础发展起来的。
它是利用电力电子技术的基本特点以小信号输入控制很大的功率输出，放大倍数极高，这就是电力电子设备成为强、弱电之间接口的基础。
利用这一特点能获得节能、环保、高效、高可靠性、安全良好的经济效益。
整流电路是将交流电能变为直流电能的一种装置，整流电路是电力电子电路中出现最早的一种。
它的发展还与其他许多基础学科有着紧密的联系，如微电子技术、计算机技术、拓扑学、仿真技术、信息处理与通信技术等等。
每一门学科或专业技术的重大发展和突破都为电力电子技术的发展带来了巨大的推动力。
关键词:整流电路；触发电路；保护电路；MATLAB仿真目录第1章绪论 (1)1.1电力电子技术概况 (1)1.2本文设计内容 (1)第2章并联多重12脉整流电路设计 (3)2.1并联多重12脉整流电路总体设计方案 (3)2.2具体电路设计 (4)2.2.1主电路设计 (4)2.2.1触发电路设计 (5)2.2.2保护电路设计 (6)2.3元器件型号选择 (7)2.3.1主电路参数选择 (7)2.3.2晶闸管参数选择 (8)2.4系统调试或仿真、数据分析 (9)2.4.1 MATLAB仿真软件简介 (9)2.4.2并联12脉波整流电路建模 (9)2.4.3并联12脉波整流电路仿真波形及数据分析 (10)第3章课程设计总结 (12)参考文献 (13)第1章绪论1.1电力电子技术概况随着工业技术的飞速发展，人们对所使用的电能的质量要求越来越高；在能源日益危机的今天，以高效节能、优质合理使用电能为特点的电力电子装置得到了前所未有的发展。
12脉波整流电路原理1. 引言在电力系统中，交流电是主要的供电方式。
然而，很多电子设备和电路需要直流电来工作。
因此，需要将交流电转换为直流电。
脉波整流电路是一种常用的将交流信号转换为直流信号的方法之一。
脉波整流电路采用了整流器来实现这个目标。
其中，12脉波整流电路是一种特殊类型的整流器，它能够提供更稳定和纯净的直流输出。
本文将详细解释12脉波整流电路的基本原理，并逐步介绍其工作过程、构成要素以及相关特性。
2. 整流器基础知识在开始讨论12脉波整流电路之前，我们先了解一些关于整流器的基础知识。
2.1 整流器概述整流器是一种将交变信号转换为直变信号的装置。
它通过改变输入信号中负半周和正半周之间的幅值和/或相位差来实现这个目标。
2.2 单相桥式整流器单相桥式整流器是最简单且最常见的整流器类型之一。
它由四个二极管和一个负载组成。
输入信号通过两个并联的二极管，然后再通过另外两个并联的二极管。
这样，无论输入信号的极性如何，都可以得到一个单方向的输出信号。
然而，单相桥式整流器的输出信号仍然包含有交流成分。
为了进一步减小交流成分，我们可以使用12脉波整流电路。
3. 12脉波整流电路原理3.1 构成要素12脉波整流电路由以下几个主要构成要素组成：•变压器•整流桥•滤波电容•负载下面将逐一介绍这些构成要素。
3.1.1 变压器变压器是整个系统的核心部件。
它用于将输入的交流电转换为合适的电压级别，并提供给整流桥。
变压器通常由一个铁芯和两个或多个线圈组成。
其中，一个线圈称为初级线圈，另一个或多个线圈称为次级线圈。
3.1.2 整流桥整流桥是12脉波整流电路中非常重要的部件之一。
它由四个二极管组成，通常采用硅二极管。
整流桥的作用是将输入信号中的负半周和正半周分别转换为单方向的信号。
3.1.3 滤波电容滤波电容用于进一步平滑输出信号，减小其交流成分。
它通过在整流后的直流信号上存储能量，并在负载需要时释放能量。
滤波电容的容值越大，输出信号中的交流成分越小。
12脉波整流变压器结构型式的选择
摘要：介绍了12脉波整流机组中整流变压器两种结构型式的特点和在方案选择中需要注意的问题。
在大型的电化学或电冶金用直流电源系统中，同相逆并联12脉波整流机组是组成24相、36相、48相整流系统的基本组成单元。
12脉波整流机组主电路的连接型式有两种方案：一种是由一台整流变压器与两台整流装置组成的单机组12脉波整流电路（简称“单机组12脉波整流电路”）；另一种是由置于同一油箱内的两台完全独立的整流变压器与两台整流装置组成的双机组等值12脉波整流电路（简称“等值12脉波整流电路”）。
上述两种连接方式的整流电路，对12脉波整流输出电压（电流）波形的对称性以及对网侧谐波电流的影响是不同的，应引起设计人员和用户的注意。
1两种连接方式对谐波电流的影响
理想情况下，12脉波整流电路运行过程中，不会在网侧产生5次和7次谐波电流。
但单机组12脉波整流电路，由于变压器两个阀侧绕组的输出电压和阻抗不容易做到很一致，使得运行时存在着严重的负荷分配不均的问题。
需要通过晶闸管相控或饱和电抗器的励磁调节来纠正这种偏差，从而导致二个三相桥晶闸管导通的相位差不能严格地保持为30°，使得网侧仍然存在5次和7次谐波电流。
对于等值12脉波整流电路，由于变压器两个阀侧绕组的输出电压和阻抗容易做到一致，而不会破坏1 2脉波的对称性。
2阀侧绕组之间负荷电流分配不均的问题
2.1单机组12脉波整流电路
单机组12脉波整流电路，其整流变压器网侧只有一组绕组，导致两组阀侧绕组间负荷分配不均的原因是Y接和△接这两组绕组间匝比NY/N△偏离，彼此理想空载直流电压Udio不相等，因此，负荷分配不可能平均。
整流变压器阀侧两组绕组间的匝比NY/N△值接近的可取整数比为4/7（偏差1.04％）、7/12（偏差1.02％）、11/19（偏差0.27％）。
由此可见，将NY/N△做成11/19，可使△Udio偏差减到最小，改善电流分配不均问题。
但由于变压器结构上的合理性和制造方面（变压器变比越大尤其如此）的原因，这样的匝比实际上是不容易做到的。
对于三相桥式整流电路，整流变压器阀侧绕组间匝比NY/N△=4/7时，理想空载直流电压之差△Udi o=1.04％。
但两组整流器的负载电流分配却相差很大。
因为变压器网侧绕组的电抗X1＊为各整流桥公有，对整流桥间的负载电流分配没有调节作用。
负载电流分配完全取决于各组阀侧绕组电抗值X2*=XY*＋X △*和阀侧连接母线的电抗XM*。
（其中XY*为Y形连接绕组的电抗值，X△*为△形连接绕组的电抗值）。
根据有关资料计算结果表明：
当变压器二次电抗X△*=XY*=5％时，
IdY=0.2928Idn Id△=0.7072Idn
当变压器二次电抗X△*=XY*=10％时，
IdY=0.3964Idn Id△=0.6036Idn
由此可见，变压器二次电抗数值愈小，负载分配相差就愈大。
有实际例子可以证明这一点。
兰州有一用户采用这种单机组12脉波二极管整流电路，投运后发现，其中一整流桥直流电流达到12000A（额定值）时，另一整流桥的直流电流只有4500A。
导致设备无法正常运行，后来被迫重新改造。
理论计算表明：增大整流变压器二次电抗X2*=X△＊＋XY*，可以部分减小负载电流分配不均的问题。
但完全依赖于增大X2*的值来弥补△Udio的影响是不切实际的。
因为要将二者（匝比4/7）的电流偏差△Id*限制到3％以下，则要求整流变压器二次电抗X2*=X△*＋XY*达到69.3％。
由于整流变压器阀侧△连接的电压U2△大于Y连接的电压U2Y，设想在变压器设计时可人为地使X △*比XY*大4.16％，则在额定运行条件下，可以使二者的负载电流分配达到均衡。
但由于整流变压器阀侧电抗可调整的只有变压器内部引线电抗和阀侧母线电抗，可调节范围很有限。
而且，整流机组的负载率是随生产工艺和备用机组的投切经常变化的。
所以，这样的设想具有很大的局限性，实际上是做不到的。
将整流变压器绕组按分裂式变压器结构（如轴向分裂）设计，增大绕组间阻抗，也有利于改善负载电流分配不均问题。
但针对晶闸管整流器而言，可能存在着其它不利于晶闸管安全运行的因素（下面另有分析说明）。
采用晶闸管整流器虽然可以对两套阀侧绕组的电流作适当的调整，使之达到均衡，但存在着其它不利于晶闸管整流器安全运行的因素（下面另有分析说明）。
采用饱和电抗器进行细调，能较好地解决二者负载电流分配不均问题。
但也是有代价的。
饱和电抗器占用的地方、增加的制造成本、本身的电耗和对功率因数的影响等都是不能忽略的。
2.2等值12脉波整流电路
对于等值12脉波整流电路来讲，就不存在因△、Y连接引起负载电流分配不均的问题。
在等值12脉波整流电路中，尽管其整流变压器的网侧也有Y形连接和△形连接之分，但由于变压器网侧绕组匝数比阀侧绕组匝数多得多，将匝数之比做到接近1/是很容易的事。
又因为两台变压器绕组的每匝电势可以设计成不相等，完全可以使两台整流变压器的阀侧电压U2Y=U2△、△Udio=0。
再加上变压器网侧电抗X1*不是公共的，对电流分配有调节作用，完全可以使两台的负载电流达到均衡分配。
3两台晶闸管整流器之间的兼容问题
在12脉波整流电路中，整流主电路是由两台6脉波晶闸管整流桥组成的。
二者之间的相位角（或控制延迟角）相差30°，由两组完全独立的阀侧绕组供电。
整流装置在运行过程中会导致电网各点电压波形产生畸变，干扰电网上其它电气设备的正常运行。
同理，电网的扰动超过一定极限时，也会导致整流装置规定性能的下降，使其运行中断、甚至损坏。
这就是整流器与所在电网的兼容性问题。
按国标GB10236－88的规定，兼容的含义是：第一，整流器对电网的干扰在电网的容许范围之内；第二，整流器接入电网后，整流器进线上的电压波动、频率、波形等参数的扰动（包括其本身接入后引起的扰动）应低于所选整流器的抗电网干扰极限值。
按照国标GB10236 88的规定，B级抗扰等级的整流器允许的换相缺口极限值是：最大深度为40％；最大宽度为30°；最大面积为最大深度与最大宽度之积的1/10，即40×30×0.1=120。
换相缺口过大，会造成触发失败、误触发或整流器工作不稳定。
一个典型的6脉波整流器其阀侧的电压换相缺口波形如图3所示。
电网换相的变流器在换相期间，参与换相的两相交流端子被瞬间短路，使变流器阀侧线电压突降到接近于零，而导致电压波形出现缺口。
在大型整流系统中，直流回路存在着很大的电感。
当直流电压出现快速波动时，电感中的储能被逆变馈送给电网。
这个过程中整流器实际上是做逆变运行。
国外公司对用于单机组12脉波整流的整流变压器就要求：阀侧绕组解耦因子α≤10％，以避免一个桥路（整流桥）运行所产生的陷落（换相缺口）干扰另一个桥路（整流桥），防止产生换相失败。
对于单机组12脉波整流电路，两台晶闸管整流桥由同一台变压器供电，两阀侧绕组间共一个磁路。
一台整流桥所产生的阀侧换相缺口很大部分（80％以上）被耦合到另一组的阀侧上，这就导致二者之间相互干扰。
其主要影响在于：激发高频振荡，有可能产生过电压；当延迟角大于30°时，换相缺口处过高的dv/dt有可能导致晶闸管被误触发，使整流器工作不稳定。
在武汉、长春两地，曾有过类似的例子。
用户因采用单机组12脉波整流电路而导致晶闸管整流器难以可靠、稳定地运行。
对于等值12脉波整流电路，变压器的两个器身是完全独立的，没有共磁路的问题。
两台整流桥所产生的换相缺口经整流变压器的漏抗衰减（到20％左右）之后，相互之间的干扰小得多。
一般不会超过整流器的抗扰极限。
所以等值12脉波整流电路的兼容好得多。
4造价的比较
单机组12脉波整流电路的变压器，只有一个器身，一台调压开关。
铁心利用率高。
所以有造价低、体积小之优点。
等值12脉波整流电路的整流变压器为双器身结构，需要两台调压开关。
相当于化整为零，铁心利用率也低。
所以，有造价高和体积相对较大的缺点。
5结语
在两种12脉波整流电路用整流变压器的结构方案选择过程中，专业的整流变压器和整流器制造厂家都会主张用户采用等值12脉波整流电路的结构形式，以保证技术和性能指标的要求。
