本发明是一种整流电路。自换相整流电路能将电理性负载或电容性负载或串联了直流电抗器的电阻性负载中储存的无功能量转化为能被负载所用的有功能量，并能极大进步电阻性负载功率因数的一种新式整流电路。可使用于电化学电解体系、直流锻炼体系、电机励磁体系、一些集成电路体系等，特别是在直流输电体系具有重要作用。本专利在十二脉波以上体系也可使用，使用原理相同。

　　整流电路是一种能把沟通电变成直流电的，由电力电子器材构成的电力电子电路。广泛使用于工农业生产、社会生活、科学试验等各个领域。

　　按结构分红桥式（包含六相星形中点不引出桥式、等边六角形桥式）、双反星形、单相全波中点引出、三相半波、三相弯曲形、六相星形中点引出、六相叉形（双弯曲形）等等多种整流电路办法（见变压器职业用整流变压器规划手册）。

　　按选用电子器材的操控类型不同分红全控型、半控型和非相控型整流电路。同理，各换相组也可分红全控型和非相控型。还能够按相数和输出波形分类等等。

　　由两个串联换相组组成的六脉波整流电路体系叫六脉波桥式整流电路，是构成十二脉波以上桥式整流电路的根本单元。

　　使用较多的双反星形整流电路首要分为带平衡电抗器的双反星形整流电路和变压器选用三相五柱式铁心撤销平衡电抗器的双反星形整流电路（三相五柱式双反星形整流电路）。

　　桥式整流电路使用较多的首要有单相、三相星形或角形桥式整流电路。当半控桥式整流电路接入理性负载时，必须在负载两头接入续流二极管以坚持电感电流的通路，以避免可控硅关断时在电感负载两头发生风险的过电压和确保可控硅能够换相导通。

　　整流电路在实践作业中，由于变压器电抗的存在，换相不可能瞬时完结，而是整流电路一个换相组的前一个整流臂渐渐减流，后一个整流臂渐渐增流，呈现两个整流臂一起作业的现象，这种现象叫堆叠现象，也叫换相现象。例如当相控角α=0时，在整流电路相电压曲线的交点p处，现已导电的整流臂1的相电压ea，和即将导电的整流臂2的相电压eb持平，所以整流臂2开端导电，负载电流开端由整流臂1向整流臂2搬运，发生换相。由于换相电抗的存在，换相不可能瞬时完结，当负载电流完全由整流臂1搬运至整流臂2后，换相完毕，整流换相所阅历的时刻电视点（作业周期角）称为换相角或堆叠角。换相期间整流电路会呈现电压突降现象（电压忽然下降）。

　　在可控（相控）整流电路中，晶闸管使用操控门极触发脉冲的相位调理直流电压的巨细，整流器输出直流电压与相控角α的函数联系称为相位操控特性。相位操控（相控）下，在换相点处即将导电的整流臂2持续关断，现已导电的整流臂1过换相点后持续导电，换相被推延。均匀联合的整流器输出的直流电压ud=ud0cosα，其间ud0对错相控整流器抱负空载直流输出电压（v）。

　　相控整流电路输出直流电压随相控角（触发推迟角）α的添加而下降，当相控角大于临界相控角αl时，整流臂开端在沟通电压的负半周导电，整流电路临界相控角αl=π/2-π/p,其间p为脉波数。

　　例如在三相整流电路中，一个电压周波每个整流臂作业时刻（时长）所阅历的的电视点（时刻电视点）ξ=120°，120°的作业时长也可叫一个整流臂的作业周期角，整流臂的作业周期角也是负载的作业周期角即负载的作业时长。

　　自换相整流电路，其特征是：全控整流电路一个换相组内两个顺次导电的整流臂在相电压曲线交点的换相点处，现已导电的整流臂1的相电压，和即将导电的整流臂2的相电压持平，在换相点处或在换相点后现已导电的整流臂1使用操控门极触发脉冲关断；即将导电的整流臂2在换相点后持续相控，相控角α≥0；需求换相时，整流臂2使用操控门极触发脉冲导通，完结换相；

　　其间，整流臂1在换相点后或可推迟关断，持续导电一个时刻电视点β，β是整流臂1在换相点后的关断角，其间0≤β≤α。

　　其间，自换相整流电路整流臂1从换相点开端的关断角0≤β≤α。当β=α=0，可消除堆叠现象；当β=0，α＞0时，相控整流臂输出电压为零的作业周期角ξn=α；当β＞0，β＜α时，相控整流臂输出电压为零的作业周期角ξn=α-β；当β＞0，β=α时，相当于一般相控整流电路的电压操控功率并消除堆叠现象。

　　自换相整流电路与原有整流电路首要区别是在换相点处或在换相点后现已导电的整流臂1使用操控门极触发脉冲自行关断，没有了堆叠现象。

　　自换相整流电路，其特征是：在有两个以上串联换相组的整流电路中，能够在一个换相组选用自换相整流作业办法，这种自换相整流电路叫半自换相整流电路；

　　其间，所述有两个以上串联换相组的整流电路或是全控整流电路，或是半控整流电路。

　　自换相整流电路，其特征是：包含全控或半控整流电路、负载、或包含无功转化臂、或包含直流电抗器；

　　其间，全控或半控整流电路或与负载衔接，或与所述负载和直流电抗器串联组成的串联电路衔接；

　　其间，所述全控或半控整流电路选用自换相整流电路或半自换相整流电路的作业办法。

　　自换相整流电路，其特征是：包含三相全控或半控桥式整流电路、负载、或包含无功转化臂、或包含直流电抗器；

　　其间，所述三相全控或半控桥式整流电路或与负载衔接，或与所述负载和直流电抗器串联组成的串联电路衔接；

　　其间，无功转化臂由可控阀器材或不可控阀器材构成。图1、图2是其间的两种电路办法，还有其他电路办法，以下相同。

　　自换相整流电路，其特征是：包含三相全控双反星形带平衡电抗器整流电路、负载、或包含两个无功转化臂、或包含直流电抗器；

　　其间，三相全控双反星形带平衡电抗器整流电路或与负载衔接，或与所述负载和直流电抗器串联组成的串联电路衔接；

　　其间，三相全控双反星形带平衡电抗器整流电路的两个换相组各并联一个无功转化臂。

　　其间，无功转化臂由可控阀器材或不可控阀器材构成。图3是其间的一种电路办法，还有其他电路办法。

　　自换相整流电路，其特征是：包含三相五柱式全控双反星形不带平衡电抗器整流电路、负载、或包含一个或两个无功转化臂、或包含直流电抗器；

　　其间，三相五柱式全控双反星形不带平衡电抗器整流电路或与负载衔接，或与所述负载和直流电抗器串联组成的串联电路衔接；

　　其间，三相五柱式全控双反星形不带平衡电抗器整流电路的两个换相组各并联一个无功转化臂或三相五柱式全控双反星形不带平衡电抗器整流电路的两个换相组一起并联一个无功转化臂；

　　其间，无功转化臂由可控阀器材或不可控阀器材构成。图4是其间的一种电路办法，还有其他电路办法。

　　自换相整流电路，其特征是：包含全控六相星形中性点引出整流电路、负载、或包含无功转化臂、或包含直流电抗器；

　　其间，全控六相星形中性点引出整流电路或与负载衔接，或与所述负载和直流电抗器串联组成的串联电路衔接；

　　其间，无功转化臂由可控阀器材或不可控阀器材构成。图5是其间的一种电路办法，还有其他电路办法。

　　自换相整流电路，其特征是：包含单相全控或半控桥式整流电路、负载、或包含无功转化臂、或包含直流电抗器；

　　其间，单相全控或半控桥式整流电路或与负载衔接，或与所述负载和直流电抗器串联组成的串联电路衔接；

　　其间，无功转化臂由可控阀器材或不可控阀器材构成。图6、图7是其间的两种电路办法，还有其他电路办法。

　　自换相整流电路无功转化办法，其特征是：在带无功转化臂的自换相整流电路进入瞬间输出电压为零状况的作业周期角内，整流电路使用理性负载或容性负载电流、电压不能骤变特性，经过无功转化臂对负载的短路作用把负载上储存的无功能量，在无功转化臂和负载间自循环，成为有功能量。

　　自换相整流电路无功转化办法，其特征是：在带无功转化臂的半自换相整流电路的一个换相组进入瞬间输出电压为零状况的作业周期角内和另一换相组进入堆叠作业周期角内（换相角），整流电路发生电压突降；整流电路使用理性负载或容性负载电流、电压不能骤变特性，经过无功转化臂对负载的短路作用把负载上储存的无功能量，在无功转化臂和负载间自循环，成为有功能量。

　　当需求操控负载放电特性时，无功转化臂或许由可控阀器材构成，或许串联电感、电容、电阻元器材其间之一者或两者或三者，或许即由可控阀器材构成又串联电感、电容、电阻元器材其间之一者或两者或三者。

　　无功转化办法按操控类型分红整流臂作业时长操控型、周波操控型等等。整流臂作业时长操控型便是每个整流臂的作业时长内都有进行无功转化的阶段。周波操控型是一个周波进行无功转化，另一周波不进行无功转化。顺次类推能够有多种转化办法。

　　本文名词均选用我国电工技能学会电力电子学会编制的《电力电子设备规划和使用手册》。

　　构成整流臂和无功转化臂的可控阀器材是其导电方向，其电流通路为双稳可控的一种电力电子器材，如可关断晶闸管、绝缘栅双极型晶体管igbt、一般晶闸管、由可关断晶闸管构成的双向晶闸管等。构成整流臂和无功转化臂的不可控阀器材是在导电方向，不需施加任何操控信号即可导通电流的一种反向阻断电力电子阀器材,如一般整流管、各品种二极管等。

　　当无功转化臂由可控阀器材构成，对直流电压是正接或反接视电容性负载或电理性负载的性质需求，确保在关断时处于正向电压状况，确保电容性负载的放电方向。当无功转化臂由不可控阀器材（二极管）构成时对直流电压是反接的，无功转化臂的负极能够接直流电的正极。

　　无功转化办法节能的根本原理是：以大型电解为例，按电解槽内的电感值视点剖析，由于能够近似以为电解槽内的直流电流在一个整流臂作业时刻的电视点内是必定值，能够近似以为一个整流臂作业时刻的电视点内负载电感是必定值，因而能够近似以为恣意一个周波内单位时长的能量是持平的。负载所阅历的作业时刻的电视点便是整流臂作业时刻的电视点，一个周波内一个整流臂作业时刻的电视点也叫负载作业周期角ξ，如ξ=120°。咱们能够把这个作业周期角分解为整流作业周期角ξz，和相控整流臂输出电压为零的作业周期角ξn，ξn占一个整流臂作业周期角ξ的份额百分数叫ξ%。如推而广之，负载一个周波算计整流臂输出电压为零的作业周期角也叫ξn，占一个周波算计的作业周期角ξ的份额百分数也叫ξ%。再推而广之，整个整流全进程负载算计相控整流臂输出电压为零的作业周期角也叫ξn，占算计作业周期角ξ的份额百分数也叫ξ%。如果在ξn内，整流电路不向负载供电，负载依托本身储存的无功能量运转，ξ%便是负载在相控整流臂输出电压为零的作业周期角内所开释无功能量占输入能量的百分比，也便是负载增益能量的百分比。

　　例如在全控整流电路一个换相组内两个顺次导电的整流臂在相电压曲线的交点处，现已导电的整流臂1的相电压，和即将导电的整流臂2的相电压持平，所以整流臂1使用操控门极触发脉冲关断。这种情况下即将导电的整流臂2相控角α=ξn，在整流臂2相控期间，让整流器进入瞬间输出电压为零的状况，瞬间输出电压为零的作业周期角作业时长的电视点为ξn。自换相整流电路再使用理性负载在瞬间输出电压为零的作业周期角内的电感电流不能骤变特性，经过无功转化臂对负载的短路作用把电感负载上储存的无功能量在无功转化臂和负载间自循环，成为有功能量。

　　以三相桥式整流电路用于化工电解为例。由自换相整流电路无功转化办法动身剖析，每个整流臂作业周期角120°。整流臂2作业在输出电压为零一段时刻的作业周期角ξn，此刻储存在电理性负载中的无功能量以短路的办法在负载和无功转化臂间循环，坚持电解槽内电流稳定，把无功能量转化为有功能量。假定人为构成ξn=10°，则体系输入能量的周期角减少了10°，设负载的每一电视点的能量持平，则10°／120°×100%=8.33%，此刻体系有8.33%的作业电视点是使用理性负载内的无功能量为负载供电。

　　自换相整流电路或全控桥式带无功转化臂整流电路与逆变电路对接，便是直流输电体系的一个根本换流器单元。自换相整流电路能够带无功转化臂，但其必须由可控阀器材构成。现行的非自换相整流电路在直流输电体系整流电路侧换相期间或深控期间会发生瞬间电压突降，超高压特高压线路是容性负载，有瞬间坚持电压不变的才能，此刻向整流侧倒送无功，整流电路变成逆变电路，呈现瞬间逆变现象，逆变电路侧变成整流电路，呈现瞬间整流现象。此刻能量丢失是小事，对发电机有严重影响。咱们能够把这种现象叫容性负载整流进程的瞬间逆变现象和逆变进程的瞬间整流现象，也能够合称变流电路的瞬间逆运转。咱们在整流电路或自换相整流电路上装可控型无功转化臂，让逆变电路侧能量不向整流侧传输。或许选用不带无功转化臂的自换相整流电路，换相角γ=0和整流臂1、2合作相控调压，使在相控期间整流电路输出电压平稳，消除变流电路的瞬间逆运转现象。自换相整流电路的相控角对直流电压的操控功率远远高于一般的整流电路。直流输电体系原理上只需一套无功转化臂即可，但整流电路和逆变电路如间隔悠远，用一套线损太大，并且对潮汐操控晦气。

　　自换相整流电路有利作用是：消除整流电路的堆叠现象（与其他整流电路比，此是最重要的巨大优势），节能、消除容性负载变流电路的瞬间逆运转、进步产值、体系安全、对电压相控功率高、与其他整流电路比较在相同相控角下减小纹波电压等。

　　因整流电路办法太多，详细实施方案本专利没有悉数列出，凡是使用整流电路整流进程中的自换相办法和自换相整流电路无功转化办法，并结合整流器职业技能人员公知知识而推出的任何整流电路结构都是本专利的维护规模，如十二脉波以上整流电路、同相逆并联整流电路、带无功转化臂的其他整流电路办法等。

　　例1、某电解锰企业，zhsspz—10000／35整流变压器，变压器高压电压35kv，变压器低压电压198v—290v，正反调压27档，调压规模70%udn—105%udn。整流柜：可关断晶闸管三相全控桥式整流电路带无功转化臂，结构暗示见如图1，同相逆并联整流电路。

　　简化剖析，规划让整流电路ξn=15°。三相全控桥式整流电路每个整流臂作业时长为120°。本专利的新式整流电路能够近视以为共节省电费：15／120×100%=12.5%。