大（dà）容量礦熱爐直流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（jù）不完（wán）全統計，全國有各種（zhǒng）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（shì），導致功率因數低、電網三相很難控製平衡、效率低、運（yùn）行（háng）成（chéng）本（běn）高等問題一（yī）直無法解（jiě）決。相比之下直流電源擁有更大的（de）優勢，如:直流電源可消除電抗壓降、集膚（fū）效（xiào）應、電極間幹擾（rǎo）效應等（děng）問題，並且運行損（sǔn）耗低、電效率高。因（yīn）此目（mù）前大容量礦熱爐電（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計的幾個關鍵性問題，包（bāo）括主電（diàn）路拓撲結構選用（yòng），均流係數優化，監（jiān）控係統設計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！

大電流輸出需（xū）要使用（yòng）並聯器件以達到（dào）運行要（yào）求。隨著並聯器件數量的（de）增加，出現的是均流係數低的問題。因（yīn）此，選用適當的（de）主電路拓撲結（jié）構以擴大係（xì）統輸出電流，達到減少並聯器件數，優化（huà）均流係數，防止器件損壞（huài）的目的顯得尤為重要。

礦熱爐可控整（zhěng）流電路的.基本單元為三相橋式和雙反星形整流電路。單從輸出電（diàn）流（liú）的大小（xiǎo）考慮，在並聯相同數量及容（róng）量的電力電子器件前提下，雙反星形整（zhěng）流電路的輸出電（diàn）流是三相橋式（shì）整流電路的（de）2倍。但在同樣輸出（chū）電壓電流情況下，三相橋式整流（liú）電路的整（zhěng）流變壓器裝機容（róng）量要低於雙反星形21%，同時整流器件所承受的反向電壓為雙（shuāng）反星形的一半，變壓器繞組利用率（lǜ）比雙反星形高一（yī）倍。因此，綜合考慮，若輸出電壓較（jiào）高，三相橋式整流電路擁有較大優勢。由於礦熱爐電（diàn）源運（yùn）行時電流達40~150kA，為了滿足輸出電流（liú）需求，同時降低（dī）電磁（cí）幹擾，可用三相橋式同相逆並聯結構與雙（shuāng）反星形同相逆並聯結（jié）構（gòu）。這（zhè）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電磁幹擾。然而這種結（jié）構很難滿（mǎn）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，降低諧波含（hán）量，提高係統（tǒng）功率因數，可選12脈（mò）波雙反星形同相逆並聯結構與12脈波三相橋式（shì）同相逆（nì）並聯結構。12脈波三相橋式同相逆並聯結構的典（diǎn）型特點是:輸出電流（liú）大、諧波（bō）含（hán）量少、電磁幹擾小、繞組利用率（lǜ）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電源（yuán）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（hé）適（shì）。

由於電力（lì）電子器件在（zài）材料及製作工藝上的不同，其（qí）性能指標也有所不同。晶閘管適合應用於超大功率（lǜ）且工（gōng）作頻率較低的場合，一方麵是由於晶閘管額定參數高、控（kòng）製簡單、技（jì）術成熟；另一（yī）方麵（miàn）是由於晶閘管具有較高的浪湧耐受能力、較高的電（diàn）流參數和良好（hǎo）的（de）耐（nài）過流能力，可以較好（hǎo）地（dì）滿足運行需求。因此選擇晶閘管作為電路的主功率器件。

大容量礦熱爐（lú）直（zhí）流電源設計的幾（jǐ）個關鍵（jiàn）問題（tí）！

在大容量礦熱爐直流供（gòng）電（diàn）電源中，不得不采用多個器件並（bìng）聯（lián）的措施以承（chéng）擔較大的整流臂電流。即使通過上述主（zhǔ）電（diàn）路拓撲結構將175V/100kA直流電源（yuán）的每個整流臂所（suǒ）需並（bìng）聯晶閘管個數降至6個，仍存在嚴重的均（jun1）流問（wèn）題。在多個器件並聯的整（zhěng）流臂中，若均流係數過低，會出現某些器件未導通，某些器件過流的情況。嚴（yán）重時燒壞器件，從而（ér）使得整流臂中（zhōng）其（qí）它支路過流，導致整個整流臂（bì）器件損壞。為解（jiě）決該問題，以下提出幾（jǐ）點優化均流（liú）係數的措施。

(1)采用合適的整流臂結構

礦熱爐一般電力電子器件進入穩態正向導通後（hòu）其通態壓降很低，相應的通態電阻很小（xiǎo）。若並聯支路母線的配置不合理，則電路自感（gǎn）及互感的差異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（xià），由於支路磁場及阻抗（kàng）差異的影響，位於（yú）不（bú）同位置的器件導通時，流過的電流值（zhí）不同，且與（yǔ）引出母線的位置有（yǒu）關。目前多（duō）以母線上（shàng）進下出(或下進上出（chū）)式的（de）條形整流臂結（jié）構為主流，但實驗證明，這種結構在並聯器件數（shù）大於4的情況（kuàng）下，均流係數較低。

為了（le）得到較好的均流效果，將整流臂改為（wéi）其他結構，使得整流臂（bì）中的每個晶閘管從交流（liú）進線到直流輸出（chū）的路（lù）徑完全一樣，且（qiě）流過每個晶閘管的（de）電流相互解耦，可解決（jué）因各元（yuán）器件到正負母線路徑不同，導致（zhì）的各並聯（lián）支路（lù）阻抗與磁場存（cún）在差異，所引發的各支路（lù）電流分配不均勻的（de）問（wèn）題。該種整流臂結構可將各整流臂（bì）的均流效果較常用的直條結構（gòu）有明顯改善，可以（yǐ）做到理論上的..均流。