12脉波二极管整流器

/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。

电源招聘专家12脉冲与IGBT高频整流器一、概述整流器的由来对于直流来说不存在什么功率因数问题，因为直流的电流和电压永远是同相的。

而对于交流而言就出现了这个问题，功率因数是由于电压电流不同相造成的，如图 1所示，电流和电压有一个相位差q，图中的黑粗线表示电流和电压同相位时产生的有功功率，而其他部分则是无功功率，功率因数就是表征有功功率和无功功率含量情况的，它是相位差的函数，如式(1)所示。

Pf =cos (1)无功功率的出现不是一件好事，因为作为负载来说，它不能将由电网送来的能量全部吸收，只吸收有功功率部分，而无功功率部分则在电网线路中串来串去，白白占据着电网的有效线路而不做功。

以后由于非线性负载的出现，如整流脉冲负载，虽然电流不是和电压不同相的的正弦波，但由于对正弦电压波形的破坏也同样出现了无功功率，而且这种整流式脉冲负载已是当前影响功率因数的主要来源。

为了节能、有效利用能源和降低干扰，国家对企业的输入功率因数限值做出了规定，如何提高用电设备的输入功率因数已成当务之急。

图1 电流电压不同相时的相对位置关系二、12脉冲整流器的提出和解决方法早期的IT设备供电电源多为单相220V，如果用电设备是电阻负载，其上面的电流和电压波形是连续的，如图2中的左边波形。

但一般IT设备又有内部自备电源，这些电源的输入都是一个整流滤波器，使得电流呈脉冲状，使得对应脉冲电流的电压波形部分出现了失真，如图2的中间波形就是单相整流时的破坏情况，这时的输入功率因数只有0.6-0.7。

但如果能够将中间图形中的一个大电流脉冲变成布满整个半周的小电流脉冲，也就相当于与电压同相的连续电流了，此时的电压波形就几乎没有失真了，如图中的右图所示，此时的输入功率因数九可以接近于1。

电源招聘专家图2 几种负载情况对电压正弦波形的影响情况一般单相小功率UPS即使对电网有破坏，也不会造成大的损失，原因是功率不大。

最严重的是三项大功率UPS，比如100-400kVA，目前一般标配都是所谓6脉冲结构输入整流器，如图3(a)所示。

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。

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。

第三章多脉波二极管整流器3.1 前言为了满足北美和欧洲制定的严格谐波标准，例如IEEE 519－1992标准，目前世界各国的大功率传动设备制造商都越来越多的采用多脉波二极管整流器作为前端变换器[1-5]，比如12，18和24脉波的二极管整流器。

这些整流器都由带有多套二次侧绕组的移相变压器供电，每套二次侧绕组给一个6脉波的二极管整流器供电。

各二极管整流器的直流输出侧连接一个电压源逆变器。

多脉波二极管整流器的主要特点是可以降低网侧电流的谐波畸变。

其主要原因是在于所采用的移相变压器，通过它可以使各6脉波二极管整流器产生的低次谐波相互抵消。

一般说来，二极管整流器脉波数目越高，输出网侧电流的谐波畸变越低。

在实际产品中很少采用脉波数多于30的二极管整流器，主要原因在于变压器的成本会增加很多，而性能的改善却不明显。

多脉波二极管整流器还有一些其它特点：通常不需要LC滤波器或者功率因数补偿器，这就解决了LC滤波器有可能引起的谐振问题；采用的移相变压器，可以有效阻断整流器和逆变器在电机接线端产生共模电压，该电压会导致电机定子绕组绝缘的过早损坏[6,7]。

多脉波二极管整流器可以分为以下两类：·串联型多脉波二极管整流器在串联型多脉波二极管整流器中，所有6脉波二极管整流器在直流输出侧串联连接。

这种类型的二极管整流器可以作为中压传动系统中仅需要一个直流电压的逆变器的前端。

例如二极管嵌位式（NPC）三电平逆变器和电容悬浮式多电平逆变器[1,2]；·分离型多脉波二极管整流器在分离型多脉波二极管整流器中，每一个6脉波二极管整流器给一个单独的直流负载供电。

这种类型的二极管整流器可以用在需要多个独立直流供电电源的串联H桥式多电平逆变器中[4,5]。

本章首先对6脉波二极管整流器进行了介绍，然后将详细讨论串联型和分离型多脉波二极管整流器。

同时也对它们的输入功率因数和网侧电流的总谐波畸变率（Total Harmonic Distortion，THD）进行研究，结论将以图表的方式给出。

双桥十二脉动整流器原理0引言十二脉冲整流技术的发展由来已久，早在70年代初期，当大功率可控硅发展成熟之际，人们就已经发现了可控硅整流器在将交流电转换为直流电的同时，产生了大量的谐波电流注入到电网中，随之而来的就是谐波电流对电网中的其它负载产生的影响，为此，人们寻求一种解决方法，希望去除掉整流器产生的谐波电流。

在当时的技术水平和条件下，只有两种解决方案：其一是采用两套整流器通过不同相位的叠加，以便消除H5、H7次谐波，也就是12脉冲整流器；另外一种方案就是采用LC型的无源滤波器，试图消除（主要是）H5和（部分的）H7以及少量的其它更高次的谐波。

这在当时算是比较先进的技术。

1十二脉冲整流器原理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。

两个三相整流电路就是通过变压器的不同联结构成12相整流电路。

桥1的网侧电流傅立叶级数展开为：iIA=iIa=2´31/2/p´Id(sinwt-1/5sin5wt-1/7sin7wt+1/11sin11wt+1/13sin13wt-1/17 Sin17wt-1/19sinwt+…)桥II网侧线电压比桥I超前30°，因网侧线电流比桥I超前30°：iIA=2´31/2/p´Id(sinwt+1/5sin5wt+1/7sin7wt+1/11sin11wt+1/13sin13wt+1/17Sin17 wt+1/19sinwt+…)故合成的网侧线电流iA=iIA+iIIA=4´31/2/p(sinwt+1/11sinwt+1/13sin13wt+…)可见，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，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。

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。