大容量礦（kuàng）熱爐直流電源設計的幾個關鍵（jiàn）問題！

礦熱爐是鐵合（hé）金行業冶煉矽鐵、鎳鐵、鉻鐵、電石的必備設備（bèi），據不完全統計，全國有各種礦熱爐3萬多（duō）台。長期以來，國（guó）內礦熱爐大（dà）多采用交流（liú）供電方式（shì），導致功率因數低、電網三相很難控製平衡、效率低、運行成本（běn）高等問題一直（zhí）無法解決。相比（bǐ）之下直流電源擁有更大的優勢，如:直流電源可消除電（diàn）抗壓降、集膚（fū）效應（yīng）、電極間幹擾效應等問題，並且運行損耗低、電效率高。因此目前（qián）大容量礦熱爐電（diàn）源正朝著直流供電方向發展。文中探討了大容量礦熱爐直流電源設（shè）計（jì）的幾個關鍵性問題，包括主電路拓撲結構選用，均流係數優化，監控係統設計與（yǔ）功率因數提高等探索性（xìng）問題。那就快來和小編一起看看吧！

大電流輸出需要（yào）使用並聯器件以達到運行要求。隨（suí）著並聯器件數量的增加，出現的是均流係數低的（de）問題。因此，選用適當的主電路拓撲結（jié）構（gòu）以擴大係統輸出電流，達到減少並聯器件（jiàn）數，優化均流係數，防止器（qì）件損壞的目的顯得（dé）尤為重要。

礦熱爐可控（kòng）整流（liú）電路的（de）.基本單元為（wéi）三相橋式和（hé）雙反（fǎn）星形整流電路。單從輸出電流的大小考慮，在並聯（lián）相同數量（liàng）及容（róng）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三相橋（qiáo）式整流電路（lù）的2倍。但在同樣輸出電壓電流情況下，三（sān）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（suǒ）承受的反向電壓為雙反星形的一半，變壓器繞組利用率（lǜ）比雙反星形高（gāo）一倍。因此，綜合考慮，若輸出（chū）電壓較高，三相橋式整流電路擁有較大優勢。由於礦熱爐電源（yuán）運行時電流達40~150kA，為了滿（mǎn）足輸（shū）出電流需求（qiú），同時降低電磁幹擾，可用三相橋式（shì）同相逆並聯結構與雙反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倍輸出電流並降低（dī）了電磁幹擾（rǎo）。然而這（zhè）種結構很（hěn）難滿足大容量礦熱爐電源超過100kA的輸出（chū）電流要求。為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（xuǎn）12脈波雙反（fǎn）星形同相逆（nì）並聯結構與12脈波三相橋（qiáo）式同相逆並聯結（jié）構。12脈波三相橋式同相逆並（bìng）聯結構的典型特點是（shì）:輸出（chū）電流大、諧波含（hán）量少、電磁幹擾小、繞組（zǔ）利用率高、無需使用平衡電抗器等。因此在大容量（liàng）礦熱爐直流電源（yuán）中，選用脈波數為12脈波及（jí）以上的三相（xiàng）橋式（shì）同相逆並聯結構較為合適（shì）。

由於電力電子器件在材料及製作工藝上的不同，其性能指標（biāo）也有所不同。晶閘管適合應用（yòng）於超大功率且工作頻率較低的場合，一方麵是由於晶閘管額定參數高、控製簡單、技術（shù）成（chéng）熟；另一方麵是由於晶閘管具有較高的浪湧耐受能力、較高的電流參數和良好（hǎo）的耐過流能力（lì），可以較好地滿足運行需（xū）求。因此（cǐ）選（xuǎn）擇晶閘管作為電路的主功率器件。

在大容量礦熱爐直流供電電源中，不得不采用多個器件並聯的措（cuò）施以承擔較（jiào）大的整流臂電流（liú）。即使通過上述主電路拓撲結構將175V/100kA直流電源的每個（gè）整流臂所需並聯晶閘管個數降至6個，仍存在嚴重的均流問題。在多個器件並聯（lián）的整流臂中，若（ruò）均流係數過低，會（huì）出現某些器件未導通，某些器件過流的情況。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（bì）器（qì）件損（sǔn）壞。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（liú）臂結構

礦熱（rè）爐一般電力電（diàn）子器件進入穩態正向導通後其（qí）通態壓降很（hěn）低，相（xiàng）應的通態電阻（zǔ）很小。若並聯（lián）支路母線的配置不合（hé）理，則（zé）電路自感（gǎn）及互感的差異就會造成電流分配的不均衡。因（yīn）此（cǐ）在工作電流較大的情況下，由於支路磁場及阻抗（kàng）差異的影響，位於不同位（wèi）置的（de）器（qì）件導通時，流過（guò）的電流值不同，且與引出（chū）母線的位置有關。目前（qián）多以母線上進下出(或（huò）下（xià）進上出)式的條形整（zhěng）流臂結構為主流（liú），但實驗證明，這種結構在並聯器件數（shù）大於4的情（qíng）況下，均流係數較低。

為了得到較好的均流效果（guǒ），將整（zhěng）流臂改為其（qí）他結構（gòu），使得整流臂中的每個晶閘管從交流（liú）進線到直流輸出的路徑完全一樣，且流過（guò）每個晶（jīng）閘管的電流相互解耦，可解決因各元（yuán）器件到正負母線路（lù）徑（jìng）不同（tóng），導致的各並聯支路阻抗與磁場存在差異，所引發的各支路電流分配不均勻的（de）問題。該種整流（liú）臂（bì）結構可將各整流臂的均流效果較常用的直條（tiáo）結構有明顯改善，可以做到理論上的..均流。