大（dà）容量礦熱爐直流（liú）電源設計的幾個關鍵問題！

礦熱爐是鐵合金行業冶煉矽鐵、鎳鐵、鉻鐵、電石的必備設備，據不（bú）完全（quán）統（tǒng）計，全國有各種礦熱爐3萬多（duō）台。長（zhǎng）期（qī）以來，國內礦熱爐大多采用交流供電方（fāng）式，導致功率因（yīn）數低、電網三相很難控製平衡、效率低、運行成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（yōu）勢，如:直流電源可消除電（diàn）抗壓降、集（jí）膚效應、電極間（jiān）幹擾效（xiào）應等問題，並且運行損耗低、電效率高。因此目前大容量礦熱爐電（diàn）源正朝著（zhe）直流供電方向發展。文中探討了大容量礦熱爐直流電源設計（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（yōu）化，監控係統設計與功率因（yīn）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以達到運行要求。隨著並聯器件數量的增加，出現的是均流（liú）係數（shù）低的問題。因此，選用適當（dāng）的主電路拓撲結構以擴（kuò）大係統輸出電流，達到減少並聯器（qì）件數，優化（huà）均流係數，防止器件損壞的目的顯得尤為重要。

礦熱爐可控（kòng）整流電（diàn）路的.基本單元為三相橋式和雙（shuāng）反星形整流電路。單從輸出電（diàn）流的大小考慮，在並聯相同數量及（jí）容量的電力（lì）電子器件前提下（xià），雙反星形整流電路的輸出電流是三相橋式整流電路（lù）的2倍。但在同樣輸出電壓電流情（qíng）況（kuàng）下，三相橋式整（zhěng）流電路的整流變壓器裝（zhuāng）機容量要低於雙反（fǎn）星形21%，同時整流器件所承受的反（fǎn）向電壓為雙反（fǎn）星形的一半，變壓器繞組（zǔ）利用率比雙（shuāng）反星形高（gāo）一倍。因此，綜（zōng）合考慮，若輸出電壓（yā）較高，三相橋式（shì）整流電路擁（yōng）有較大優勢。由（yóu）於礦熱爐電源運行時電流達（dá）40~150kA，為了滿足輸出電流需求，同時降低電磁幹擾，可用三相橋式同（tóng）相逆（nì）並聯結構（gòu）與雙反星形同相（xiàng）逆並聯結構。這兩種結（jié）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（gàn）擾。然（rán）而這種結構（gòu）很難滿足大（dà）容量礦熱爐電源超（chāo）過（guò）100kA的輸出電流要求。為進一步擴大輸出電流，降低（dī）諧波含量，提高係統功率因數，可（kě）選12脈波雙反星形同相逆並（bìng）聯結構與12脈波三相橋式同相逆並聯結構。12脈波三相（xiàng）橋式同相逆並聯結構的典型特點是:輸（shū）出電流大（dà）、諧波含量少、電磁幹擾（rǎo）小、繞組利用率高、無（wú）需使（shǐ）用平衡電抗器（qì）等。因此在大容量礦熱爐直流電源中，選用脈波數為（wéi）12脈波及以上的三相橋式（shì）同相逆並聯結構（gòu）較為合適。

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

大容量礦熱爐直流電源（yuán）設計的幾個關鍵問題！

在大容量礦熱爐直（zhí）流供電電源中，不得不采用多個器件（jiàn）並聯的措施以承擔較大的（de）整流臂電流。即使通過上述主電路拓撲結構將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，若均流係數過低，會出現某（mǒu）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（liú）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，以下提出幾點優化均流係數的措施。

(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穩態正向導通後其通態壓降很低，相應的通態電阻很小。若並聯支（zhī）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（cǐ）在工作電（diàn）流較大的情（qíng）況下，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，流過的電流值不同，且與引出母線的位置（zhì）有（yǒu）關。目前多以母線上進下出(或下進上出)式的條形整流臂結（jié）構為主流，但實驗證明，這種結構（gòu）在並聯器件數大於4的情況下，均流（liú）係數較低。

為了（le）得（dé）到較好的均流效果，將整流（liú）臂改為其他（tā）結（jié）構，使得整流臂中的（de）每個晶閘管從交流進線到直流輸出的路徑完（wán）全一樣，且流過（guò）每個晶閘管的（de）電流相互解（jiě）耦，可解決因各元器件到正負母線路（lù）徑不同（tóng），導致的各並聯支路阻抗與磁場（chǎng）存在差異，所引發的各支路電流分配不均勻的問題。該種整流臂結構可將各整流臂的均流效（xiào）果較常（cháng）用（yòng）的（de）直條結構有明顯改善，可以做到（dào）理論上的..均流。