大容量礦熱爐直流電源設計（jì）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（bì）備（bèi）設備，據不完全統計，全國有（yǒu）各種礦熱爐3萬多台。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（zhí）流（liú）電源擁有更大的優勢，如:直流電源可消除電抗壓降、集膚效（xiào）應、電極間幹擾效應等問題，並且運行損耗低、電效率高。因此目前大容量礦（kuàng）熱爐電（diàn）源正朝（cháo）著直流供電方向發展。文中探討（tǎo）了大容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（jun1）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（nà）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（shì）均流係數低的問題。因此，選用適當的主電路拓撲結構以擴大係統輸出電流，達到減少並聯器件數，優化均流係數，防止器件損壞的目的顯得尤為重要。

礦熱爐（lú）可控整流電路的.基本單元（yuán）為三相橋式和雙反星形整流電路。單從輸出電流的大（dà）小考慮（lǜ），在並聯（lián）相同數量及容量的電（diàn）力電子器件前提下，雙反星形整流（liú）電路的輸出電流是三（sān）相橋式整流電（diàn）路的2倍。但（dàn）在同樣輸出電壓電流情況下，三（sān）相橋（qiáo）式整流（liú）電路的整流（liú）變（biàn）壓器（qì）裝（zhuāng）機容量要（yào）低（dī）於雙反星形21%，同時整流器件所承受的反向電壓為雙反星形的一（yī）半，變壓器繞（rào）組利用率比雙反星形高一倍。因（yīn）此，綜合考慮，若輸出電壓較高（gāo），三相橋式整流電路擁有較大優勢。由於礦熱爐電（diàn）源運行時電流達40~150kA，為了滿足（zú）輸（shū）出電流（liú）需求，同時降低電（diàn）磁（cí）幹（gàn）擾，可用三相橋（qiáo）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相比，擴大了2倍輸出電流並降低了（le）電磁幹擾。然而這種結構很難滿足大容量礦熱爐電源超過100kA的輸出電流要求。為進一步擴大輸出電流（liú），降低諧波（bō）含量，提高係統功率因數，可（kě）選12脈波雙反星（xīng）形同相逆並聯結構與12脈波三相橋式同相逆並聯結構。12脈波三相橋式同相逆並聯結構的典型特（tè）點是:輸出電（diàn）流大、諧波含量少、電磁幹擾（rǎo）小、繞組利用率（lǜ）高（gāo）、無需使用平（píng）衡電抗（kàng）器等。因此在大容量礦（kuàng）熱爐直（zhí）流電源中，選用脈波數為12脈波及以上的（de）三相橋式（shì）同相（xiàng）逆並聯結構較為合適。

由於電力電子器（qì）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（shì）合應用於超（chāo）大功率且工作頻（pín）率較低（dī）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（miàn）是由於晶閘管具有較（jiào）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。因此選擇晶閘管作為（wéi）電路的主功率（lǜ）器件。

大容量礦（kuàng）熱爐直流電源設計的幾個關鍵問題！

在大容量礦熱爐直流供（gòng）電電源中，不得不采用（yòng）多個（gè）器（qì）件並聯（lián）的措施以承（chéng）擔較大的整流臂電流（liú）。即使通（tōng）過上述主（zhǔ）電路拓撲結構將175V/100kA直流電源（yuán）的每個整流臂所需（xū）並聯晶閘管個數降至6個，仍存在嚴（yán）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，會出現某些器（qì）件未導（dǎo）通，某些器件過流的情況。嚴（yán）重時燒壞器件，從而使得（dé）整流臂中其它支路過（guò）流，導致整個整（zhěng）流臂器件損壞。為解決（jué）該問題，以下提（tí）出（chū）幾點優化均流係數的措施。

(1)采用合（hé）適（shì）的（de）整流臂結構

礦熱爐一般電力電子器件進入穩（wěn）態正向導通後其通態壓降很低，相應的通態電阻（zǔ）很小。若並聯支路母線的配（pèi）置不合理，則電路自感及互感的差異就會造成（chéng）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（zǔ）抗差異（yì）的影響，位於不同位置的器件導通（tōng）時，流過的電流值（zhí）不同，且與引出母線的位置（zhì）有關。目前多以母線上進下出(或下進上出)式的條形（xíng）整流臂結構為主流，但實驗（yàn）證明，這種（zhǒng）結構在並聯（lián）器件數大於4的情況下，均流係數（shù）較低。

為（wéi）了得到較好的均（jun1）流效果，將整流臂改為其他結構，使得整流臂（bì）中的每個晶閘管從交流進線到（dào）直流輸出的路徑完全一樣（yàng），且流過每個（gè）晶閘管的電流相互解耦，可解決因各（gè）元器件（jiàn）到正負母線路徑不（bú）同，導致的各並聯支路（lù）阻抗與磁場存在差異，所引發的各支路（lù）電流分配不均勻的問題。該種整流臂結構可將各整（zhěng）流臂的均流效果較常用（yòng）的直條結構有明顯改善，可以做到理論上的..均（jun1）流。