大容量礦熱爐直流電（diàn）源設計的幾個關鍵問題！

礦熱爐是鐵合（hé）金行業冶煉（liàn）矽鐵、鎳（niè）鐵、鉻鐵、電石的必備設備（bèi），據不完全統（tǒng）計，全國有各種礦熱爐3萬多台（tái）。長期以來，國（guó）內礦熱爐（lú）大（dà）多采用交流供電方式，導致功率因數低、電網三相很難控製平衡、效率低、運行成（chéng）本高等問題一直無法解決。相比之下直流電源擁有更大的優勢，如:直流電源可消除電抗壓降、集膚效應、電極間幹擾（rǎo）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（diàn）源正朝著直流（liú）供電方向發展。文中探討了大（dà）容量礦（kuàng）熱爐直流電源設計的幾個關鍵性問題，包括（kuò）主電路拓撲結構選用，均流係數優化，監控係統設計與功率因數提高等探（tàn）索性（xìng）問題。那就快來（lái）和小編一起看看吧！

大電流輸出需要使（shǐ）用並聯器件以達（dá）到運行要（yào）求。隨（suí）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（cǐ），選用適當的主電路（lù）拓撲結構以（yǐ）擴大係統輸出電流，達（dá）到減少並聯器件數，優（yōu）化均流係數，防止器件損壞的目的顯得尤為重要。

礦（kuàng）熱爐可控整流電路的.基本單元（yuán）為（wéi）三相橋式和雙反星形整流電路。單從輸出電流的大小考（kǎo）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（de）輸出電流是三相橋式整（zhěng）流電路的2倍。但（dàn）在同樣輸出電壓電流情況下，三相橋式整流電路的整流變（biàn）壓器裝機容量要低於雙反星形21%，同時整流器件所承（chéng）受的（de）反向電壓為雙反星形的一（yī）半，變壓器繞組利用率比雙反星形高一倍。因此，綜合考（kǎo）慮，若輸出（chū）電壓較高，三相橋（qiáo）式整流電路擁有較大優勢。由於（yú）礦熱爐電源運行時電（diàn）流達40~150kA，為了滿足輸（shū）出電流需求，同時降低電磁幹擾，可用三相橋（qiáo）式同相逆並聯結構與雙反星形同相逆（nì）並聯結構。這兩種（zhǒng）結構與前兩種結構相比，擴大（dà）了2倍輸出電流並降低了電磁幹擾。然而這種結構很難（nán）滿足大容量礦熱爐電源（yuán）超過100kA的輸出電流要求。為進一步擴大輸出電流，降低諧波（bō）含量，提高係統功率因數，可選12脈波（bō）雙反星形（xíng）同相逆並（bìng）聯結構與12脈波三（sān）相橋式同相逆並聯結構。12脈波三相橋式（shì）同相（xiàng）逆並聯結構的典型特點是:輸（shū）出電流大、諧波含量少、電磁幹擾小、繞組利用率高、無需（xū）使用平（píng）衡電抗器等。因此在大容量礦熱爐直流（liú）電源中，選用脈波數為12脈波及以上（shàng）的三相橋式同相逆並聯結構較為合適。

由於電力（lì）電子器件在材料及製作工藝上的不同，其性能指標也有所不同。晶閘管適合（hé）應用於超（chāo）大功率且工作頻率較低的場合（hé），一方麵是（shì）由於（yú）晶閘管額定參數高、控製簡單、技術成（chéng）熟；另一方麵是由於晶閘管具有較高的（de）浪湧（yǒng）耐受（shòu）能力、較（jiào）高的電流參數和良好的耐過流能力，可以較好地滿足運行需求。因此選擇晶閘管作為電路的主功率器件。

在大容量（liàng）礦（kuàng）熱爐直流供電電源中，不得不采用多個器件並聯的措（cuò）施以承（chéng）擔較大的整流臂電流。即使通（tōng）過上述主電路拓撲（pū）結構將175V/100kA直流電源的每個整流臂所需並聯晶閘管個數降（jiàng）至6個，仍存在嚴重的均流問題。在多個器件並聯的整流臂中（zhōng），若均流係數過（guò）低，會出現某些器件未導通，某些器件過流的情況（kuàng）。嚴（yán）重時燒壞器件，從而使得整流臂中其它（tā）支路（lù）過流，導（dǎo）致整個整流臂器件損壞。為解決（jué）該問題，以下提出幾點優化均流係數的（de）措施。

(1)采用合適的整流臂結構

礦熱（rè）爐一般電力電子器件進入（rù）穩（wěn）態正向導通後（hòu）其通態壓降很低，相應的通態電阻很小。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分配的不均衡。因此在工作電（diàn）流較大的情況下（xià），由於支路磁場及阻抗差異的影響，位於不同位置的器件導通時，流過的電流值（zhí）不同，且與引出母線的位置有關。目（mù）前多（duō）以母線上進下（xià）出(或下（xià）進上出)式（shì）的條（tiáo）形整流臂（bì）結構為主流，但（dàn）實驗證明，這種結構在並聯器（qì）件數（shù）大於4的情況下，均流係數（shù）較低。

為了得到較好的均流效果（guǒ），將整流臂改為其他結（jié）構，使得整（zhěng）流臂（bì）中的（de）每個晶閘（zhá）管從交流進線到（dào）直流輸（shū）出的路徑完全一樣，且流過每個晶（jīng）閘管的電流相互（hù）解耦（ǒu），可解決（jué）因各（gè）元器（qì）件（jiàn）到正（zhèng）負母線路徑不同，導致（zhì）的各並聯支路阻抗與磁場存在差異，所引發（fā）的各支路電流分配（pèi）不（bú）均勻的問題。該種整流臂結構可將各整流臂的均流效果較常用的直條結構有明（míng）顯改（gǎi）善，可以（yǐ）做（zuò）到（dào）理論上的..均流。