大（dà）容量礦（kuàng）熱爐（lú）直流電源設計的幾個關鍵問題！

礦熱爐是鐵（tiě）合金行業冶（yě）煉矽鐵、鎳鐵、鉻鐵、電石的（de）必備設備，據不完全統計，全國（guó）有各種礦熱爐（lú）3萬多台。長期以來，國內礦（kuàng）熱爐大多采用交流供電方式，導致功（gōng）率（lǜ）因數低、電網三相很難控製平衡（héng）、效率低、運（yùn）行成本（běn）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（diàn）極間幹擾效應等（děng）問題，並且運行損耗低、電效率高。因此目前大容量礦熱（rè）爐電源正（zhèng）朝（cháo）著直流（liú）供電方向發展。文（wén）中探討了大容（róng）量礦熱爐直流電源設計的幾個關鍵性問題，包括主電路拓撲結構選用，均流係數優化，監控係統設計（jì）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（shū）出需要使（shǐ）用並聯（lián）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（xì）數（shù）低（dī）的問題。因此，選用適當的主電路拓撲結構以擴（kuò）大（dà）係（xì）統輸出（chū）電流，達到減（jiǎn）少並聯器件數，優化均流係數，防止器件損壞的目的顯得（dé）尤為重要。

礦熱爐可控整流電路的.基本單元為三相橋式和雙反星形（xíng）整流電路（lù）。單從輸出電流的大小考（kǎo）慮，在（zài）並聯相同數（shù）量及容量的電（diàn）力電子器（qì）件前提下，雙反星形整流電路的輸（shū）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（liú）情況下，三相橋式整流電路的整流變壓器裝機（jī）容量要低於雙（shuāng）反星（xīng）形（xíng）21%，同時整流器件所承受的反向電（diàn）壓為（wéi）雙反星形的一半，變壓器繞（rào）組利用率比雙反星形高一倍（bèi）。因此，綜合考慮，若輸出電壓較高，三相橋式整流（liú）電路擁有較大優勢（shì）。由（yóu）於礦熱爐電源運行（háng）時（shí）電流達40~150kA，為了滿足輸出電流需求，同時降低電磁幹擾，可用三相橋式同相（xiàng）逆並聯結構與雙反星形（xíng）同相逆並聯結構（gòu）。這兩種結構與前兩種結構相比（bǐ），擴大了（le）2倍輸出電流並降低了電磁幹擾。然而（ér）這種結構很難滿足大容量礦熱爐電源超過（guò）100kA的（de）輸出電流要求。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12脈波雙反星形（xíng）同相逆（nì）並聯結構與12脈波三相橋式同相逆並聯結（jié）構。12脈波三相橋（qiáo）式同相（xiàng）逆並聯結構的典型特點是:輸出電流大、諧波含量少、電磁幹擾小、繞組利用（yòng）率高、無需使用平（píng）衡電抗器等。因此在大容（róng）量礦熱爐直（zhí）流（liú）電源中，選用脈波數為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（jí）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（dà）功率且工作頻率較低的場合，一方麵是由於晶閘（zhá）管（guǎn）額定參數（shù）高、控製簡單、技術成熟（shú）；另一方麵是由於晶閘（zhá）管（guǎn）具有較高的浪湧耐受能力、較高的電流參數和良好的耐過流（liú）能力，可以較好地滿足運行需求。因（yīn）此選擇晶閘管作為（wéi）電（diàn）路的主功率器件。

在大容量礦熱爐直流供電電源（yuán）中（zhōng），不得不采用多個器件並聯的措施以承擔較大的整流臂電流。即使通過（guò）上述主電路拓撲結（jié）構將175V/100kA直流電源的每個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（bìng）聯的整（zhěng）流（liú）臂（bì）中，若均流係數過低，會出現某些器（qì）件未導通，某些器件過（guò）流的情況。嚴重時燒壞器件（jiàn），從（cóng）而使得整流臂中（zhōng）其它支路過流，導致整個整流臂（bì）器件損壞。為解決該問題，以下提出幾點（diǎn）優化均流係數的措施。

(1)采用合適（shì）的整流臂結構

礦熱爐一般（bān）電力電子器件進入（rù）穩態（tài）正向導通後其通（tōng）態壓降很低，相應的通態電阻（zǔ）很小。若並聯支（zhī）路母線的配（pèi）置不合理，則電路自感及互感的差異（yì）就會造成電流分配的不均衡。因此在工作電流較大的情況下，由於支路磁場及阻抗差異的影響，位於不同位置（zhì）的（de）器件（jiàn）導通（tōng）時，流過的電流值不同，且與（yǔ）引出母線的位置有關。目前多以母線上進下出(或下進上出（chū）)式的條形（xíng）整流臂結構為主流，但實（shí）驗證（zhèng）明，這種結構在並聯器件（jiàn）數大（dà）於4的情況下，均流係數較低。

為了得到較好的均流效（xiào）果，將整流臂改為其他結構，使得（dé）整流（liú）臂中的每（měi）個晶閘管從交流（liú）進線到直流（liú）輸出的路徑完全一樣，且流過每個（gè）晶閘管的電流相（xiàng）互解耦，可解決（jué）因各元器件到正負（fù）母線（xiàn）路徑不同，導致的各並聯支路阻抗與磁（cí）場存在（zài）差異，所引發的各支路電流分配不均勻的問題。該種整流臂結構可將各整（zhěng）流臂（bì）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。