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。

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，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。

　　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专利（FR2517489 - EP0080925 - US449812），专利标题为“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专利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，可见以下左图），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）；

　系统效率损失较大：假如以6脉冲整流器的效率为单位1，则12脉冲整流器的采用将降低系统效率的2～3％；而普通LC滤波器仅降低1％左右，这就是LC低通滤波器至今仍然在沿用的一个原因；

　　价格较高：假如以6脉冲整流器的UPS标准价为单位1，则12脉冲整流器需增加20％（内置，但大容量时可能不能内置）到30％（独立机柜外置）；而普通LC滤波器仅需增加10％（内置）到20％（外置），这也正是LC低通滤波器至今仍然在采用的主要原因；

　　可靠性低：由于12脉冲整流器是由2个6脉冲整流器串连或并联组成的，因此部件增多，反而增加了UPS本身的故障点，降低了UPS系统的可靠性，对整个负载系统的供电不利；

　　安全性差：12脉冲整流器是串连连接到UPS系统中的（与LC滤波器相同），而MGE推出的THM与UPS是并联连接到电网与负载之间的，因此安全性较高，不会由于THM的故障造成整个UPS系统的供电故障；

　　与发电机匹配差：在一些配发电机的大型用户现场，采用12脉冲整流器后，UPS和发电机的匹配不是最佳的，即发电机的容量将需要配得较大，有时需要2.5～3倍。

　　综上所述，12脉冲整流器的弊大于利，在现代电力电子技术成功发展的今天，应属于逐渐趋于淘汰的产品。而应用新技术的有源谐波调节器和有源滤波器等产品将成为市场发展的必然趋势。

　　附:标准和规范

　　以下是信产部和国家对UPS输入谐波含量的标准和规范，供大家参考：

　　信产部对UPS输入谐波含量的要求（YD/T1095-2000）

　　信息产业部于2000年颁布了《 通信用不间断电源——UPS》的 行业标准，对于UPS输入的电气参数，做出明确的规定如下：
　这是近年来，通信行业在UPS选型入围、招投标采购、以及当前UPS申请电信“认证”时，普遍遵循的标准。

　　国家标准对UPS输入谐波含量的要求（GB/T7260.3）

　　国家标准GB/T7260.3—2003是对应于国际标准IEC62040-3:1999制定的有关UPS“确定性能的方法和试验要求”的唯一一部国家标准，在这个标准中，是以“UPS输入电压与公用低压供电电源兼容性”的形式作为规定标准的：

　　输入电压变化：额定标称电压的±10%；

　　输入频率变化：额定标称频率的±2%；

　　输入电压总奇变因数D£0.08（THDU£8%），各次谐波电压的最高含量列于下表：

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