大容量（liàng）礦熱爐直流電源設計的幾個關鍵問題！

礦熱爐是鐵合金行業冶煉矽（guī）鐵、鎳鐵、鉻鐵、電石的必備設備，據不完全統（tǒng）計，全（quán）國有各（gè）種礦熱爐3萬多台（tái）。長期以來，國內礦熱爐大多采用（yòng）交流供電方式，導致功率因數低、電網三相很難（nán）控製平衡、效率低、運行成本高等問題一直無（wú）法解決。相（xiàng）比之下（xià）直流電源擁有更大的優勢，如:直流電源可消除電抗壓降、集（jí）膚效應、電極間幹擾效應等問題，並且運行損耗（hào）低、電效（xiào）率高。因此目前大容量礦熱爐電源正朝著直流供電方向發展。文中探討了大容量礦（kuàng）熱（rè）爐直流（liú）電源設計的幾個關鍵性問（wèn）題，包括主電路拓撲結（jié）構選用，均流係數優化，監控係統設計與（yǔ）功（gōng）率因數提高等探索性問（wèn）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以達到運行要求。隨著並聯器件數量的增加，出現的是均流係數低的問題。因此，選用適當的主電路（lù）拓撲結（jié）構以擴大係（xì）統輸出電流，達到減少並聯器件（jiàn）數，優化均流係數，防止器件損壞的目的顯得尤為（wéi）重要。

礦熱爐可（kě）控整流電路的.基（jī）本單（dān）元（yuán）為三相橋式和雙反星（xīng）形整流電路。單從輸出電流的大小考慮（lǜ），在並聯相同數量及容量的電力電子器件前提下，雙反星形整流電路的輸出電流是（shì）三相橋式整流電路的2倍。但在同樣（yàng）輸出（chū）電（diàn）壓電流情況（kuàng）下，三相橋式整流電路的整流變壓器裝機容量要低於雙反星（xīng）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（rào）組利（lì）用率（lǜ）比（bǐ）雙反星形（xíng）高一倍。因此，綜合考慮，若輸（shū）出電壓較高，三相橋式整流電路擁（yōng）有較大優勢。由於（yú）礦熱爐電源運行時電流達40~150kA，為了滿足輸出電流需求，同時降低電磁幹擾，可用三相橋式同（tóng）相逆並（bìng）聯（lián）結（jié）構（gòu）與雙反星形同（tóng）相（xiàng）逆並聯結（jié）構。這兩種結構與前兩種結構相比，擴大了2倍輸出電流並降低了電磁幹擾。然而這種結構很難滿足大容量礦熱爐電源超過（guò）100kA的輸出電流要求。為進一（yī）步擴大輸出電流，降（jiàng）低諧波含量，提高係統功率因數，可選12脈波雙（shuāng）反星形同相逆並（bìng）聯（lián）結構與12脈波三相橋式同相逆並聯結構。12脈（mò）波（bō）三相橋（qiáo）式同相逆並聯（lián）結構的典型特點是:輸出電流大、諧波含量少、電磁幹擾小、繞組利用率高、無需使用平衡電抗器等。因此在大容量礦熱（rè）爐直流電源中，選（xuǎn）用脈波數為12脈波及以上的三相橋式同相逆並聯結構較為合適。

由於電力電子器件在材料及製（zhì）作（zuò）工藝（yì）上的不同，其性能指標也有（yǒu）所不（bú）同。晶閘管適（shì）合應用於超大功率且工作頻率較低的場合，一方麵是由於晶閘管（guǎn）額定參數高、控製簡單、技術成熟；另一方麵是由於晶閘（zhá）管具有較高的浪湧耐受能力、較高的電流（liú）參（cān）數（shù）和良好的耐過流能（néng）力，可以（yǐ）較好地（dì）滿足運行需求。因此選擇晶閘管作為電路的主功率器件。

大容（róng）量礦熱爐直流電源設計的幾個關鍵問題！

在大容量礦熱（rè）爐直流供電（diàn）電源中，不得不采用多個器件並聯的措施以承擔較大（dà）的整（zhěng）流臂電流。即使通過（guò）上述主電路拓撲結構將175V/100kA直流電源的每個整流臂所（suǒ）需（xū）並（bìng）聯晶閘（zhá）管個數降至6個，仍存（cún）在嚴重的（de）均流問題。在多個器件並聯的整流臂中，若均流係數過低，會出現某（mǒu）些器件未導（dǎo）通，某些器件過流（liú）的情況。嚴重時燒壞器件，從而使得整流臂中其它支路過流，導致整個整流臂器件損壞。為解決該問題，以下提出幾（jǐ）點優化均（jun1）流係數的措施。

(1)采用合適的整流臂（bì）結構

礦熱爐（lú）一般電力（lì）電子器件進入穩態正向導通後其（qí）通態壓降很低，相應的通態電（diàn）阻很小。若並聯支路母線的配置不合理，則電路自感及互感的差異就會造成電流（liú）分配的不均衡。因此在工作電流較大的（de）情況下，由於（yú）支路磁（cí）場及阻抗差異的影響，位於不同位置的器（qì）件導（dǎo）通時，流過的電（diàn）流值不同，且與引出（chū）母線的位（wèi）置有（yǒu）關。目（mù）前多以母線上進下出(或下進上出)式的條形整（zhěng）流臂結構（gòu）為主流，但實（shí）驗證明，這種結構在並聯器件數大於4的情況下，均流（liú）係數較低。

為了得到較（jiào）好的均流效果，將整流臂改為其他結構，使得整流臂中的每個晶閘管從交流（liú）進線到直流（liú）輸出的路徑（jìng）完全（quán）一樣，且流過每個晶閘管的電流相互解耦，可解決因各元器件到正負母線路（lù）徑不同，導致的各並聯支路阻抗與磁場存在（zài）差異，所引發的各支路電流分配不均勻的問題。該種整流臂結構（gòu）可將各整流臂的均流效果較常（cháng）用的直條結構有明顯改善，可以做到（dào）理論上（shàng）的..均流。