大功率6脉冲与12脉冲整流器的谐波特性
一、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)
由公式(1)可得以下结论：
电流中含6K1(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。
二、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30，因网侧线电流比桥I超前30，
(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12k1(k为正整数)次谐波，即11、13、23、25等各次谐波，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。
三、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：
|
谐波次数 |
5th |
7th |
11th |
13th |
17th |
19th |
23th |
|
6脉冲谐波含量 |
20% |
14% |
9% |
8% |
6% |
5% |
4% |
|
12脉冲谐波含量 |
0% |
0% |
9% |
8% |
0% |
0% |
4% |
某型号大功率UPS谐波实测数据表：
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谐波次数 |
5th |
7th |
11th |
13th |
17th |
19th |
23th |
|
6脉冲谐波含量 |
32% |
3% |
8% |
3% |
4% |
2% |
2% |
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12脉冲谐波含量 |
1% |
1% |
9% |
4% |
1% |
1% |
2% |
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。6脉5次谐波实测值较计算值偏大，12脉11次谐波实测值与计算值相同。
