12脉波整流
12脉波整流电路原理
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脉整流电路的功率因数
12脉整流电路的功率因数12脉整流电路是一种常见的电力电子装置，用于将交流电转换为直流电。
功率因数是衡量电路电能利用效率的一个重要指标，决定了电路对电网的负载程度。
本文将探讨12脉整流电路的功率因数及其影响因素。
我们来了解一下功率因数的概念。
功率因数是指电路中有用功率与视在功率的比值，用来衡量电路中有用功率的利用效率。
功率因数的取值范围是-1到1之间，当功率因数为1时，表示电路中有用功率和视在功率完全一致，电能得到了充分利用；当功率因数为0时，表示电路中只有无功功率，没有有用功率，电能没有得到有效利用；当功率因数为-1时，表示电路中有用功率和无功功率大小相等，但方向相反，电能得到了利用，但是产生了无功功率。
12脉整流电路是一种通过多相变压器和多个整流元件构成的电路，用于将交流电转换为直流电。
在这种电路中，功率因数的计算与普通单相电路有所不同。
普通电路的功率因数主要由电感和电容元件决定，而12脉整流电路的功率因数还受到谐波的影响。
在12脉整流电路中，谐波是由于非线性元件（如整流二极管）导致的。
这些非线性元件会引入大量的奇次谐波分量，这些谐波分量会影响到电路的功率因数。
为了减小谐波对功率因数的影响，通常会在12脉整流电路中添加谐波滤波器。
谐波滤波器可以通过选择合适的电感和电容元件来滤除谐波分量，提高功率因数。
12脉整流电路的功率因数还与负载特性有关。
负载特性是指负载对电路的电流响应情况。
在12脉整流电路中，负载通常是电感性负载，其电流响应会引起负载电压的滞后。
这种滞后会导致功率因数的下降，降低电路的功率因数。
为了提高12脉整流电路的功率因数，可以采取一些措施。
首先，选择合适的谐波滤波器，通过滤除谐波分量来改善功率因数。
其次，可以采用有源功率因数校正技术，通过控制逆变器的输出来改善功率因数。
此外，还可以通过增加电容负载来提高功率因数，但是需要注意不要超过电容的额定值。
总结起来，12脉整流电路的功率因数是衡量电路电能利用效率的重要指标，受到谐波和负载特性的影响。
12脉波整流电路原理
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。
轨道交通牵引供变电技术第3章第3节12脉波整流机课件
（b） Id Idg
、
0
≥
12
时的上述波形
轨道交通牵引供变电技术
从图中线电压曲线uab和 uab 的交点M处开始，由 整流桥RCT1（经D1和D6管）向整流桥RCT2（经和管） 转移负载电流Id时，由于存在平衡电抗器电抗为主 的换相电流（在无平衡电抗器的轴向双分裂四绕组 整流变压器供电的12脉波整流电路中，换相电抗为 变压器的穿越电抗），使换相过程延续时间0 /12， 直到P点才结束，RCT1的负载电流为零。此后一段时 间，全部负载电流由RCT2单独承担。
轨道交通牵引供变电技术
（二）12脉波整流电路工作原理与特性
现以图3.27（c）所示的D,d0,y11接线构成两组 并联三相整流桥的十二相脉波整流电路为例进行说 明，设uab、ubc、uca和、、分别表示整流变压器T 二次绕组y接线和d接线两个绕组的三相输出电压， 可知这两组三相线电压依次形成30相移。
轨道交通牵引供变电技术
对于轴向双分裂四绕组整流变压器的12脉波整 流电路（不带平衡电抗器）而言，当Id＜Idg时，整 流变压器每相换相电抗产生的漏感电势（反电势） 较小，和带平衡电抗器的整流电路一样，不足以使 两组整流桥并联运行。因此，整流电路进入简单的 十二相推挽工作状态。
轨道交通牵引供变电技术
轨道交通牵引供变电技术
（c）Id
点
Idg
、 0
，过渡
6
时的上述波形
轨道交通牵引供变电技术
综合上述 Id ≤Idg 的几种运行工况可知，两组三 相整流桥并联构成的12脉波整流电路，在负载电流 Id ≤Idg 区域内工作时，两组三相整流桥基本上处于 推挽工作状态。此时的主要特点：直流输出电压波 形虽然为12脉波，但电压平均值突升较高（Id接近 空载时）；整流机组效率降低；交直流侧的谐波含 量也要增大，必须尽量降低临界点电流Idg的数值， 将在下面进一步分析。
12脉波二极管整流器
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脉波成为新型中频电炉发展趋势解析
1
２） 没有导电和易爆的尘埃，没有腐蚀金属和损坏绝缘的气体
及蒸汽的场所。
３） 电源电压波动不大于±10％。
４） 无其它强大电磁干扰的场所。
２． 技术参数：
1） 起 动 方 式
零电压软起动
2） 起 动 成 功 率 :轻 载 不 小 于 １ ０ ０ ％ ,重 载 不 小 于 ９ ５ ％
电位器 W1(1If) 1号整流桥最大输出电流设定电位器(截流)及两桥电流平衡微 调电位器，当有电流反馈时可设定最大输出电流，顺时针方向为最小，最大
7
调节范围约2倍。过电流无需调节，当截流值调整好后，过电流自动成为1.4 倍的截流值。当两桥电流不平衡时，微调W1和W7，可以使两路电流趋向一致。
W2(Vf) 最大中频输出电压设定电位器(截压)，当有电压反馈时可设定最 大中频输出电压，顺时针方向为最小，最大调节范围约2倍。过电压无需调节， 当截压值调整好后，过电压自动成为1.2倍的截压值。
量均正常后方可起动中频电炉。 ３）每次设备起动之前，必须将功率给定电位器调整到最小，控制电路
中的检查开关拨到工作位置。 ４）起动时先合控制电源，再合上主电路开关，逆变启动旋钮置于工作
位置，旋动功率调整电位器，启动设备，能听到中频叫声后，再逐 步增大功率。 ５）在每次过最小），逆变启动旋钮置于停止位置系统复位，然后再重新开 机。 ６）停机时，先将功率给定电位器调整到最小，逆变启动旋钮置于停止 位置，按交流分闸或者手动拉掉主空气开关，最后关掉控制电源。
CON2-9 VCC DC，+15V，最大输出 20mA
控制电 CON3-1，
单相 AC 18V/2A 控制电源
源
CON3-2
外故障 CON3-6， WP 接地为故障状态，WPL 灯亮，带 3 秒延时
12脉波整流变压器结构型式的选择
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。
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2.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~a
i 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~a
i 和输出电流d i 。
12脉波串联型二极管整流器网侧电流的THD 如图2.2所示。
图2.1 12脉波串联型二极管整流器在额定条件下电流波形
图2.2 12脉波串联型二极管整流器网侧电流的THD
图2.3亦为12脉波串联型二极管整流器工作在额定条件下仿真得到的电流波形，是由12脉波二极管整流器等效图所得波形，示波器中从上到下依次表示输出电流d i 、二次侧星形绕组中电流a i 、二次侧星形绕组折算到一次侧的电流'
a i 、
二次侧三角形绕组中电流~a i 、二次侧三角形绕组折算到一次侧的电流'~a i 和一次侧电流A i 。
图2.3 12脉波串联型二极管整流器等效图所得电流波形
由图2.3验证得，变压器二次侧星形绕组折合前后的电流波形相同，只是折合后的幅值为折合前幅值的一半；而变压器二次侧三角形绕组折合前后的电流波形不同，这是由于二次侧三角形连接的绕组折合到一次侧星形绕组时引起了谐波电流的移相；一次侧绕组中的电流为二次侧各绕组折算后电流之和，且其近似为正弦波。
2.2 网侧电流与THD 的关系
图2.4-2.13给出了网侧电流依次为0.1pu 、0.2pu 、0.3pu 、…、1pu 时各电流波形和傅立叶分析结果。
I=0.1pu时仿真结果图2.4
1A
I=0.2pu时仿真结果图2.5 1A
I=0.3pu时仿真结果图2.6 1A
I=0.4pu时仿真结果图2.7 1A
I=0.5pu时仿真结果图2.8 1A
I=0.6pu时仿真结果图2.9 1A
I=0.7pu时仿真结果图2.10 1A
I=0.8pu时仿真结果图2.11 1A
图2.12 1A I =0.9pu 时仿真结果
图2.13 1A I =1pu 时仿真结果
图2.14为网侧电流1A I 与THD 关系曲线，其中横轴为1A I （单位为pu ），纵轴为THD （单位为%）。
MATLAB 中绘制曲线的程序为：
>> x=[0.1:0.1:1];
>> y=[12.24;11.39;7.69;6.22;5.16;4.65;4.5;3.99;3.19;0.98]; >> plot(x,y);
图2.14 网侧电流与THD 关系曲线
当1A I =0.5pu 时，,,,d a a
a A i i i i i ''和各电流的谐波分析如图2.15-18所示。
图2.15 d i 谐波分析
i谐波分析图2.16
a
i 谐波分析图2.16
a
i 谐波分析
图2.17
a
i谐波分析
图2.18
A
3.结论
由图2.4-14可知，网侧电流从零到额定标幺值范围内，总谐波畸变率随网侧电流的增加而减小。
由图2.15-18可知，当1A I=0.5pu时，各电流的THD都非常大，明显不满足要求；且三角型绕组和星型绕组分别折算到原边的电流中，5次和7次谐波都比较大，但两者之和即输入电流中没有5次和7次谐波电流。
由此可知，移相变压器能很好的抑制5次和7次谐波。
一般情况下，12脉波二极管整流器的输入电流不能满足IEEE 519-1992的谐波标准。
故在实际应用中，为了降低网侧电流THD，因考虑采用网侧滤波器。