发布于：2006/11/22 11:10:03 | 416 次阅读
1. 12脉冲整流器的历史渊源
12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，这就是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。
在UPS领域，梅兰日兰（MGE UPS SYSTEMS）公司可谓是12脉冲整流器应用的先驱。早在1976年，梅兰日兰推出的第二代大功率全可控硅UPS（可控硅整流器－可控硅逆变器－可控硅静态开关）――Alpase 3000系列中，就已经开始使用了12脉冲整流器。在1981年11月，梅兰日兰在法国、欧共体和美国还同时注册了（FR2517489 - EP0080925 - US449812），标题为“由两个Graetz整流桥组成的、可抑制电网中5、7次谐波电流的12相可控硅静态变换器”【原文为：Static converter with electric valves comprising a twelve-phase connection with two Graetz bridges for the suppression of harmonics 5 and 7 of network current】。随后，梅兰日兰便积极地将这一技术应用于自己的多项产品中，包括：
1983年的Alpase 4000系列，30－600KVA；
1989年的EPS 5000系列，60－800KVA；
1993年的Galaxy（达林顿晶体管）系列，40－300KVA。
从1997年推出GalaxyPW机型以后，梅兰日兰取消了12脉冲整流器作为选件在新机型中的应用。主要原因是：应用微处理器控制器和数字信号处理器DSP以及大功率IGBT等新技术开发的新产品——有源谐波调节器SineWaveTM和有源滤波器THM诞生了，它们具有比以往任何一种谐波解决方案都更加完美的特性；另外的一个原因就是：国际上新的谐波标准IEC61000-3-4的诞生，使得12脉冲整流器已经不能满足该标准的基本要求，包括无源LC滤波器，也就是说12脉冲整流器已经落伍了。
2. 12脉冲整流器的基本工作原理
在一个基本6脉冲整流器（超前）的基础上利用利用单绕组输入/双绕组输出的变压器产生滞后30度的移相电压，再送入另一整流器（滞后整流器，参见以下左图），使得两个整流器产生的直流并联，从而在UPS的电源输入端上的总输入电流:
3. 12脉冲整流器的分析
3.1. 优点
12脉冲整流器基本消除了5次谐波（衰减率10倍以上）、部分地消除了7次谐波（衰减率2倍）对电网的注入影响，使得UPS对上线电网的谐波污染（总电流失真度THDI）衰减了约2倍。
3.2. 缺点
谐波抑制效果较差：按照国际标准IEC 61000-3-4的谐波标准（参见下表），12脉冲整流器的总电流谐波失真度为10％，满足该标准，但单次谐波H11、H13均超过标准数值的两倍以上，甚至比原6脉冲整流器的H11、H13还要大；在一些特殊场合，只能采用12脉冲整流器＋H11次无源滤波器的方法，但其结果甚至于还不如6脉冲整流器＋无源滤波器的效果；
低负载率时效果很差：UPS大多数情况下运行在60～70％的负载率，特别是当UPS为1＋1冗余并联时，每台UPS的负载率仅在30～40％左右，12脉冲整流器的THDI约等于20％，即使采用12脉冲整流器+H11次滤波器，也仍然在15%左右，还不如6脉冲整流器＋无源滤波器的结果（参见下图）；
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