大容量礦熱（rè）爐直（zhí）流電源（yuán）設計的幾個關鍵問題（tí）！

礦（kuàng）熱爐是鐵合金（jīn）行（háng）業冶煉矽鐵、鎳鐵、鉻鐵、電石的必備（bèi）設備，據不完全統計，全國有各種礦熱爐3萬多台（tái）。長期以來，國內礦熱爐大多采用交流供電方式，導致功率因數低、電（diàn）網三相很難控製平衡、效率低、運行成本高等問（wèn）題一直無法（fǎ）解決。相比（bǐ）之下直流電（diàn）源擁有更大的優勢，如:直流電源（yuán）可消除電抗壓降、集膚效應、電極間幹擾效應等問（wèn）題，並且運行損耗低、電效率高。因此目前大容量礦熱爐電源正朝著直流供電（diàn）方向（xiàng）發展。文中探討了大容量礦熱爐直流（liú）電源設計的幾個（gè）關鍵性（xìng）問題，包括主電路拓撲（pū）結構選（xuǎn）用，均流係數優化，監控係統設計與功率因數提高等探索性問題。那就（jiù）快來和小編一起看看（kàn）吧！

大電流（liú）輸出需要使用並聯器件（jiàn）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（shù）低的問題。因此，選用適當的主電路（lù）拓撲結（jié）構以擴大係統輸出電流，達到減少並聯器件數，優化均流係（xì）數，防止器件損壞的（de）目的顯得尤為重要（yào）。

礦熱爐可控（kòng）整流（liú）電路（lù）的.基本單元為三相橋式（shì）和雙反星形整流電路。單從輸出電流（liú）的大小（xiǎo）考慮，在並（bìng）聯相（xiàng）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三相橋（qiáo）式整流電路（lù）的2倍。但在同樣（yàng）輸出電壓電流情況下，三相橋式整流電路的整流變壓（yā）器裝機容（róng）量要低於雙反（fǎn）星形21%，同時整流器件所承受的反向電壓為雙反星形的一半，變壓器繞組利用率比雙反星形高一倍。因此，綜合考（kǎo）慮，若輸出電壓較高，三相橋（qiáo）式整流電路（lù）擁有較大優（yōu）勢。由（yóu）於（yú）礦熱爐（lú）電源運行時（shí）電流達40~150kA，為了滿足輸出電流需求，同時降低電磁幹擾，可用三相橋式同相逆並聯結（jié）構與雙反星形同相逆並聯結構。這兩種結構與前兩種結構（gòu）相比，擴大了2倍輸出電流（liú）並（bìng）降低了電磁幹擾。然而這種（zhǒng）結構很（hěn）難滿足大容量礦熱爐電（diàn）源超過100kA的輸出電流要求。為進一步擴大輸出電流（liú），降低諧波含量，提高係統功率因數，可選12脈波雙反星形同相逆並聯結構與12脈波（bō）三相橋式同相逆並聯結構。12脈波（bō）三相橋式同（tóng）相逆並聯（lián）結構的典型特（tè）點是:輸出電流大、諧波含量少、電磁（cí）幹擾小、繞組利（lì）用率高（gāo）、無需使用平（píng）衡電（diàn）抗器等。因此在大容量礦熱爐直流（liú）電源中（zhōng），選用脈（mò）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（diàn）子器件在材料及製作工藝上的不同，其性能指標也有（yǒu）所不同。晶閘管適合應用於超大功率且工作頻率較低的場（chǎng）合，一（yī）方麵是由於晶閘管額定參數高、控（kòng）製簡（jiǎn）單、技（jì）術成熟；另一方麵是由於晶閘管（guǎn）具有較高的浪湧耐受能（néng）力、較高的電流參數和良好的（de）耐過（guò）流能力，可以較好地滿足運行需求。因此選擇（zé）晶閘（zhá）管作為電路的主功率（lǜ）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施以承（chéng）擔較大的（de）整流臂電流。即使通（tōng）過上述主電路拓撲結構將175V/100kA直流電源的每個整流（liú）臂所需並聯晶閘管（guǎn）個數降至（zhì）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，會出現某些器件未導通（tōng），某些器件過流的情（qíng）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（zhěng）流臂器件損壞。為解決該問題，以（yǐ）下提出幾點優化均流（liú）係數的（de）措施。

(1)采用合適（shì）的整（zhěng）流臂結構

礦熱（rè）爐（lú）一般電力電子器件進入穩態正向導通後其（qí）通態壓（yā）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（lù）自感及互感的差異就會造成電流分配的不均衡。因此在（zài）工作電流較大的情況（kuàng）下，由於支路磁（cí）場及阻抗（kàng）差異（yì）的影響，位於不同位置的器件導通時，流（liú）過的電流值不同，且與引出母線（xiàn）的位置（zhì）有關。目前多以母線上進下出(或下進上出)式的條形整流臂結構為主流，但實驗證明，這種結構（gòu）在（zài）並聯器件（jiàn）數大於4的情況下，均流係數較（jiào）低。

為了得到較好的均流（liú）效（xiào）果，將整流臂改為其（qí）他結構，使得整流臂中的每個晶閘管從交流進線到直流輸出的路徑完全一樣，且流過（guò）每（měi）個晶閘（zhá）管的電流相互解耦，可解決因各元器件到正負母線路徑不同，導致的各（gè）並聯支路阻抗與磁場（chǎng）存在差異（yì），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（liú）效果較常用的直條結構有明顯改善，可以做到理論上的..均流。