大容量礦熱爐直（zhí）流電源設計的（de）幾個關鍵問題（tí）！

礦熱爐是（shì）鐵合金行業冶煉矽（guī）鐵、鎳（niè）鐵、鉻鐵、電石的必（bì）備設備，據（jù）不完全統計，全國有各種礦熱爐3萬多台。長期以來（lái），國內礦熱爐（lú）大多采（cǎi）用交流供電方式，導致功率因數低（dī）、電網三相很難控製平衡、效率低、運行成本高等問（wèn）題一（yī）直無法解決。相比之下直流電源擁有更大的（de）優勢，如:直（zhí）流電源可消除電（diàn）抗壓降、集膚效應、電極間幹擾效應等問題，並且運（yùn）行損耗低、電效率高。因此（cǐ）目前大容量礦熱爐（lú）電源（yuán）正朝著直流供電方向發展。文中探討了大容（róng）量礦熱爐（lú）直流電源設計的幾個關鍵性問題，包括主電（diàn）路拓撲結構選用，均流係數優（yōu）化，監控係統設（shè）計與功率因數提高等探索性問題。那就快來和小編一起看看吧！

大電流輸出需要使用並聯器件（jiàn）以達到運行要求（qiú）。隨著並聯器件數量的增加，出現的是均流係數低（dī）的問題。因此，選用適當的主電路拓（tuò）撲結構以擴大係統輸出（chū）電流，達到減少並聯（lián）器件數，優化均（jun1）流係數，防止器件損壞的目的顯（xiǎn）得尤為重（chóng）要。

礦（kuàng）熱爐可控整流電路的.基本單元（yuán）為三相橋式和（hé）雙反星形整流電路。單從輸出電流的大小考慮（lǜ），在並（bìng）聯相同數量（liàng）及（jí）容量的電（diàn）力電子器件前提下，雙反星形整流電路的輸出電流是三相橋式整流電路的2倍。但在同樣輸出電（diàn）壓電流情況下（xià），三相橋式整流電路的整流變壓器裝機容量要低於雙反星形21%，同時整流器件所承受的反向電壓為雙反星形的一半，變壓器繞組利用率（lǜ）比雙反（fǎn）星形高一（yī）倍。因此，綜合考慮，若輸出電壓較高，三相橋式整流（liú）電（diàn）路擁有較大優勢。由（yóu）於礦熱爐電源運行時電流達（dá）40~150kA，為了滿足輸出電流（liú）需求，同時降低電磁幹擾，可用（yòng）三相橋式同相逆並聯結構與（yǔ）雙反（fǎn）星形同相逆並聯結構。這兩種結構與前兩種結構相比，擴大了2倍輸（shū）出電流並降低（dī）了電磁幹擾。然而這種結構很難滿足大容量礦熱爐電源超過100kA的輸出電流要求。為（wéi）進一步擴大輸出電流，降低諧波含量，提高係統功率因數，可選12脈波雙反（fǎn）星形同相逆並聯結構（gòu）與12脈波三相橋（qiáo）式同相逆並（bìng）聯結構。12脈波三相橋式同（tóng）相逆並聯結構的典型特點是（shì）:輸出電流大、諧波含量少、電磁幹擾（rǎo）小、繞組利用率高、無需使用平衡（héng）電抗器等。因此在大容量礦熱爐直流（liú）電源（yuán）中，選用脈波數為12脈（mò）波及以上的三相橋式同相逆並聯結構較為（wéi）合適。

由於（yú）電（diàn）力電子器件（jiàn）在（zài）材（cái）料及製作工藝上的不同，其性能（néng）指標也有所不同（tóng）。晶閘管適（shì）合應用於超大功率且工作頻率較低的場合，一方麵是由於晶（jīng）閘（zhá）管額定參數高（gāo）、控製簡單、技術（shù）成（chéng）熟；另一方（fāng）麵是由於晶（jīng）閘管具有較高的浪湧耐受能力（lì）、較高的電流（liú）參（cān）數和良好的耐過流（liú）能力，可以較好地（dì）滿足運行需求。因此選擇晶閘管作為電（diàn）路的主功率器件。

在大容量（liàng）礦熱爐直（zhí）流供電電源中（zhōng），不得不采用多個器件並聯的措施以承（chéng）擔較（jiào）大的整流（liú）臂電（diàn）流（liú）。即使（shǐ）通過上述主電路（lù）拓撲結構將175V/100kA直流電源的每個整流（liú）臂所需並聯晶閘管個數降至6個，仍存在嚴重的均流問題。在多個（gè）器件並聯的整流臂中，若均流係數過低（dī），會出現某些器件未（wèi）導通，某（mǒu）些器件（jiàn）過（guò）流的情況。嚴重時燒壞器件，從而使得整流臂中其它（tā）支路過流，導（dǎo）致整個（gè）整流（liú）臂器件損壞（huài）。為解決該問題，以下提出幾點優化均流係數的措施。

(1)采用合適的整流臂結構

礦熱爐一般電力電子器件進（jìn）入穩態正向導通（tōng）後其通（tōng）態壓降很低，相應的通（tōng）態電（diàn）阻很小。若並聯支路母（mǔ）線的（de）配置不合理（lǐ），則電路自感及互感（gǎn）的差異就會造成（chéng）電流分配的不均衡。因此在工作（zuò）電流（liú）較大的情（qíng）況下，由於（yú）支路磁場及阻抗差異的影（yǐng）響，位於不同位置的器件導通時，流過的電流（liú）值不同，且與引出母線的位置有（yǒu）關。目前多以母線上進下出(或下進（jìn）上出)式（shì）的（de）條形整流臂結構為主流，但實（shí）驗證明（míng），這種結構在並聯器件數大於4的情況下（xià），均流係數較低。

為了得到較好的均流（liú）效果，將整流臂改（gǎi）為其他結構，使得整流臂中的每個晶（jīng）閘管從交流進線到直流輸出的路徑完全一樣，且流過每個晶閘管的電流（liú）相互解耦，可（kě）解決因各元器件到正負母線路徑不同，導（dǎo）致的各並聯支路阻抗與磁（cí）場存在差異，所（suǒ）引發的各支路電流分配（pèi）不均勻（yún）的問題。該種整流臂結（jié）構可將（jiāng）各整流臂的均流效果較常用的（de）直條結構有明顯改善，可以做到（dào）理論上（shàng）的..均流。