串联型多脉波整流器在大功率交流电机调速、蓄电池充电等场合有着广泛应用。传统串联型多脉波整流器单独使用无源或有源谐波抑制方法,难以兼顾交、直流侧的电能质量。为此,本文从建立串联型多脉波整流器的解析模型入手,研究直流侧无源谐波抑制方法、混合谐波抑制方法及其负载适应性。为确定串联型12脉波整流器交、直流侧电量的定量关系,并为直流侧谐波抑制奠定理论基础,建立了带恒压负载的串联型12脉波整流器的解析模型。根据串联型12脉波整流器的结构,研究其等效模型以及等效电流源波形;应用开关函数法,分析串联型12脉波整流器的工作模态,进一步分析负载电压和隔离变压器输入电压的定量关系;引入等效电阻的概念,并据此建立整流器的解析模型;利用电路方程和安匝平衡原理,计算输入电流、输入功率因数以及整流桥输出电流。仿真和实验结果表明,该解析模型能够准确地描述串联型12脉波整流器的行为特性,且具有结构简单、适应性强等优点。为减小串联型12脉波整流电路中输入电流的谐波含量,提出了一种直流侧无源谐波抑制方法。该方法由注入变压器和单相全波整流电路实现。根据基尔霍夫电流定律,分析无源谐波注入电路的工作模态;分析隔离变压器输入电压24阶梯波的形成过程,确定隔离变压器输入电压、注入电压谐波和负载电压之间的定量关系;从隔离变压器输入电压THD值最小的角度出发,对注入变压器进行优化设计;利用电感方程,并结合归一化方法,计算电感电压和输入电流。仿真和实验结果表明,直流侧无源电压谐波注入法的谐波抑制效果显著,且注入变压器的容量仅占负载功率的2.3%,谐波抑制代价较小。为同时提高串联型多脉波整流器交、直流侧的电能质量,并简化系统结构,降低损耗,提出了一种直流侧混合谐波抑制方法。根据基尔霍夫电流定律,分析混合谐波注入电路的工作模态;分析隔离变压器输入电压36阶梯波的形成过程,确定隔离变压器输入电压、注入电压谐波和负载电压之间的定量关系;从隔离变压器输入电压THD值最小的角度出发,优化设计注入变压器以及开关管的导通角,并设计整流器的控制电路。该方法利用无源方法抑制输入电流中的低次谐波,并增加负载电流脉波数,利用有源方法消除输入电流中的高次谐波。仿真和实验结果表明,使用直流侧混合电压谐波注入法后,整流器交、直流侧的电能质量均显著提高,且注入变压器容量仅占负载功率的2.4%,谐波抑制代价较小。为提高直流侧混合谐波抑制方法的负载适应性,研究了大电容滤波条件下负载参数改变对整流器谐波抑制能力的影响。在电阻负载和阻感负载条件下,根据基尔霍夫电流定律,计算整流桥输出电流和注入变压器原边绕组电流;利用电容方程,并结合基尔霍夫电压和电流定律,分析负载电压和负载电阻之间的关系;分析整流器工作在36脉波整流状态的充要条件,确定输出电容和负载电压之间的关系,并给出不同负载类型下的输出电容选取方法。若使用本文所提出的电容选取方法,仿真和实验结果表明,当电阻负载、阻感负载以及负载突变时,直流侧混合谐波抑制方法仍具有较好的谐波抑制性能。