中压直流输电系统（MVDC）已在船舶电力系统和飞机供电系统中得到广泛的应用。串联多脉冲整流器由于可靠性高、鲁棒性强，作为交流发电机与直流母线的通用接口，在航空航天、船舶电推进等领域的中压直流输电系统中得到了广泛应用，但二极管的强非线性也造成了大量的谐波污染。

根据整流桥的连接方式，多脉波整流器可分为串联型及并联型。其中，并联型多脉波整流器整流桥并联连接，输出电流等级加倍，但两整流桥输出电流均流问题难以解决；串联型多脉波整流器整流桥串联连接，输出电压等级加倍，且无需考虑均流问题，适用于高电压场合，常被用作交、直流电网的通用接口。根据输入电源的种类，多脉波整流器可分为电压源型及电流源型整流器。

其中，电压源型整流器直流侧需使用平衡电抗器续流，增加了磁性器件的容量，提高了电路体积与成本；而电流源型多脉波整流器交流侧与大电感相连，提高了输入电能质量。根据移相变压器的种类，多脉波整流器可分为自耦型和隔离型。自耦型变压器体积小，但一、二次侧没有电气隔离，且升降压困难，另外，使用自耦变压器时，串联型多脉波整流器会发生短路现象；而隔离型变压器虽然体积较大，但一、二次侧存在电气隔离，安全性高，且升降压容易。

多脉波整流器输入电压或电流的电能质量随脉波数的增加而提高。为了兼顾串联型多脉波整流器的安全性、谐波抑制效果，谐波抑制成本以及输入电能质量，哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院的李泉慧、李峰等学者，提出一种基于隔离电流源型12脉波整流器的无源脉波倍增策略。

图1 整流器实验平台

他们根据整流器的拓扑结构，分析整流器的工作模态，并根据工作模态研究整流器的工作波形；根据整流器的拓扑结构以及工作波形，得到输入电压与注入变压器匝数比的定量关系，并根据定量关系获得最优匝比，完成无源脉波倍增电路的设计。

表1 所提方法与现有脉波倍增方法的对比

研究者指出，该策略仅使用无源器件即可抑制输入电压和电流的12k±1次谐波，可靠性高。使用无源脉波倍增策略后，输入电压可调制为24阶梯波，输入电压和电流趋近正弦；输入电压THD从8.6%降低到4.4%，输入电流THD从6.5%降低到2.6%，满足IEEE519—1992要求；负载电压和电流维持恒定；注入变压器的容量仅为输出功率的2%。

他们表示，所提出的整流器结构简单、可靠性高、成本低，安全性高，且具有良好的谐波抑制能力，使其可以做为交、直流母线的通用接口。

本工作成果发表在2023年《电工技术学报》增刊1，论文标题为“串联型12脉波整流器无源脉波倍增策略”。本课题得到国家自然科学基金的支持。