Для снижения коэффициента искажения синусоидальности потребляемого тока применяют ставные 12-пульсные выпрямители. Их применение позволяет полностью подавить 5-ю и 7-ю гармоники в питающем токе выпрямителя.

Составные 12-пульсные (m=12) выпрямители можно создать при параллельном и последовательном соединении двух мостовых трехфазных выпрямителей (см. рис. 3.4). В выпрямителе по рис. 3.4а вентильные комплекты подключены к нагрузке последовательно, поэтому напряжения на нагрузке равно сумме напряжений двух мостов: U_н=U_d1+U_d2. Выходной ток первого моста протекает через нагрузку, а затем замыкается через второй выпрямительный мост, поэтому мгновенные значения токов i_н=i_d1=i_d2, также и средние значения токов связаны соотношением I_н=I_d1=I_d2=3_Ia.

В выпрямителях, представленных на рис.3.4, применяют схемы подключения комплектов через трансформатор с двумя вторичными обмотками, одна из которых соединена в треугольник, а другая в звезду. Равенство средних напряжений U_d1=U_d2 обеспечиваентся выбором числа витков вторичных обмоток, соединенных в звезду и треугольник по соотношению

Система вторичных напряжений a,b,c сдвинута относительно системы вторичных напряжений (a’, b’, c’) на угол 30º. Поэтому и выходные напряжения вентильных комплектов u_d1 и _ud2 сдвинуты на 30º, временные диаграммах этих напряжений приведены на следующем рисунке. При суммировании этих напряжений на нагрузке в схеме представленной на предыдущем рисунке, а получаем напряжение u_н, показанное на следующем рисунке и имеющее пульсации с частотой . Коэффициент пульсации при m=12 равен q=0,014, следовательно, качество выходного напряжения лучше, чем у мостовой схемы, рассмотренной в предыдущих разделах. Обратное напряжение на вентилях равно амплитуде линейного напряжения на вторичных обмотках трансформатора, при учете . Схема на предыдущем рисунке (а) широко применяется в выпрямителя с высокими значениями выходного напряжения.

Рис. 3.4 Двенадцатипульсные составные выпрямители с последовательным (а) и параллельным (б) включением мостов

При больших значениях выходного тока применяется схема рис. 3.4б, в которой вентильные мосты подключены к нагрузке параллельно. Через нагрузку протекает сумма токов двух мостов: i_н=i_d1+i_d2. Та же зависимость связывает и средние значения токов: I_н= I_d1+I_d2=6I_a.

За счет фазового сдвига на 30º мгновенные значения напряжений u_d1 и u_d2 не равны, разница между ними u_ур = u_d1-u_d2 приложена к реактору Ly. Мгновенное значение напряжения на нагрузке . 

Среднее значение напряжения на нагрузке U_н=U_d1=U_d2=2,34E₂, где E₂ – действующее значение фазового напряжения на вторичных обмотках трансформатора. Как и в трехфазном мостовом выпрямителе, в схеме предыдущего рисунка (б) U_обр=1,05U_н. Качество выходного напряжения в схемах с параллельным и последовательным соединением мостов идентично.

Рис. 3.5 Временные диаграммы напряжений и токов в двенадцатипульсных выпрямителях

На рисунке показаны также токи вторичных обмоток обоих комплектов (они имеют одинаковую форму в каждой из схем предыдущего рисунка). При соединении вторичных обмоток в звезду ток i(2)1 соответствует рис. 3.5. Ток в обмотках соединенных в треугольник, имеет форму, показанную на рис. 3.5. (ток i2(2)). В первичную обмотку трансформируется сумма токов обеих вторичных обмоток. Временная диаграмма тока i1 приведена на рисунке; она представляет собой ступенчатую фигуру, больше приближающуюся к синусоиде, чем первичные токи ранее рассмотренных преобразователей. Поэтому 12-пульсные преобразователи по отношению к сети являются нагрузкой, свойства которой близки к линейной.

Таким образом, в составных 12-пульсных преобразователях достигается не только увеличение мощности, отдаваемой в нагрузку по сравнению с мощностью одного комплекта, но и улучшается гармонический состав выходного напряжения и тока, потребляемого из сети. Эти преимущества обусловили весьма широкое применение составных 12-пульсных преобразователей в области больших мощностей.

Таблица 3.1 Сравнительные характеристики тиристорных выпрямителей

Тип выпрямителя	Пульс- ность	Число вентилей*			Коэффициент искажения тока	Коэффициент искажения синусоидальности кривой тока KI
Трехфазный мостовой	6	6	0,33	1,05	0,952	32%
12-пульсный Двух мостовой последовательный	12	12	0,33	0,52	0,9886	15%
12-пульсный двух мостовой параллельный	12	12	0,17	1,05	0,9886	15%

 - средний ток вентиля;  - максимальное напряжения на вентиле;  - действующее значение тока потребляемого от сети;  - действующее значение первой гармоники тока;