6脉冲、12脉冲可控硅整流器原理与区别
摘要：本文从理论推导、实测数据分析、谐波分析和改善对策、性能对比四个方面详细阐述6脉冲和12脉冲整流器的原理和区别。对大功率的整流技术有一个深入全面的剖析。
一、理论推导
1、6脉冲整流器原理：
6脉冲指以6个可控硅（晶闸管）组成的全桥整流，由于有6个开
关脉冲对6个可控硅分别控制，所以叫6脉冲整流。
当忽略三相桥式可控硅整流电路换相过程和电流脉动，假定交流侧电
抗为零，直流电感为无穷大，延迟触发角a为零，则交流侧电流傅里
叶级数展开为：
(1-1)
由公式（1-1）可得以下结论：
电流中含6K?1（k为正整数）
次谐波，即5、7、11、13...等各次
谐波，各次谐波的有效值与谐波次
数成反比，且与基波有效值的比值
为谐波次数的倒数。
图1.1 计算机仿真的6脉冲A相
的输入电压、电流波形
2、12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。
下图所示I和II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。
12脉冲整流器示意图（由2个6脉冲并联组成）
桥1的网侧电流傅立叶级数展开为：
(1-2)
桥II网侧线电压比桥I超前300，
因网侧线电流比桥I超前300
(1-3)
故合成的网侧线电流
(1-4)
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，即11、13、23、25等各次谐波，且其有效值与谐波次数成反比，而与基波有效值的比值为谐波次数的倒数。
图1.2 计算机仿真的12脉冲UPS A相的
输入电压、电流波形
二、实测数据分析。
以上计算为理想状态，忽略了很
多因数，如换相过程、直流侧电流脉
动、触发延迟角，交流侧电抗等。因
此实测值与计算值有一定出入。
理论计算谐波表：
某型号大功率UPS谐波实测数据表：
从以上两表对比可得，6脉整流器谐波含量最大为5次谐波、12脉整流器强度最大为11次谐波，与理论计算结果一致。
