大容量礦熱（rè）爐直流電源（yuán）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（gè）鐵、電石的必（bì）備設備（bèi），據不完全（quán）統計，全國有各種礦熱爐3萬多台。長期以來，國內礦熱爐大多（duō）采用交流供電方式，導致功率因數低（dī）、電網三相（xiàng）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（gèng）大的優勢，如:直流電源可消除電抗（kàng）壓降、集（jí）膚（fū）效應、電極間幹擾效應（yīng）等問題，並且運行損耗低、電效率（lǜ）高。因此目（mù）前大容（róng）量礦（kuàng）熱爐電源正朝著直流供電方向發展。文（wén）中探討了大容量礦熱爐直（zhí）流電源設計的幾個關（guān）鍵性問題，包括主電路拓撲結構選用，均流係數優（yōu）化（huà），監控係統設計（jì）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（dà）電流輸（shū）出需要使用並（bìng）聯器件以達到運（yùn）行要求。隨著並聯器（qì）件數量的增加，出現的是均（jun1）流係數低的（de）問題。因此，選用適當的（de）主電路拓撲結構以擴大係統輸出電（diàn）流（liú），達到減少（shǎo）並聯器件數，優（yōu）化均流係數，防止器件損壞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（sān）相橋式和雙（shuāng）反（fǎn）星形整（zhěng）流電路。單從輸（shū）出電流（liú）的大小考慮，在並聯相同數量及容量的電力電子器件前提下（xià），雙反星形整（zhěng）流（liú）電路的輸出電流是三相橋式整流電路的2倍。但在同樣輸出電壓電流情況下，三相橋式整流（liú）電（diàn）路的整流變壓器裝機容量要低於雙反星形21%，同時整流器件所承受的反向電壓為雙反星形的一半，變壓器繞組利用率比雙（shuāng）反星形高一倍。因此（cǐ），綜合考慮，若輸出電壓較高，三相（xiàng）橋（qiáo）式整流電路擁有較（jiào）大優（yōu）勢。由於礦熱爐電源運行時電流達40~150kA，為了滿足輸出電流需求，同（tóng）時降低電磁（cí）幹擾，可用三相橋式同相逆並（bìng）聯結構與雙反星（xīng）形同相逆並聯結構。這兩種結構與（yǔ）前（qián）兩種（zhǒng）結構相比，擴大了2倍輸出電流並降低（dī）了電磁幹擾。然而這種結（jié）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（shū）出（chū）電流，降（jiàng）低諧波含量，提高係統功率因數（shù），可（kě）選（xuǎn）12脈波雙反星形同（tóng）相逆並聯（lián）結構與12脈波三相橋式同相逆並聯（lián）結構。12脈波三相橋式同相（xiàng）逆並（bìng）聯結（jié）構（gòu）的典型（xíng）特點是:輸出電流大、諧波含量少、電磁幹擾小、繞組利用率高、無需使用平衡電抗器等。因（yīn）此在大容量（liàng）礦熱爐直（zhí）流電源中，選用脈波數為12脈波及以上的三相（xiàng）橋式同相逆並聯結構較為合適。

由於電力電（diàn）子器件在材（cái）料及製作工藝上的不同，其性能指標（biāo）也有所不（bú）同。晶（jīng）閘管適合應用於（yú）超大功率且工（gōng）作頻率較低的場合，一方麵是由（yóu）於晶（jīng）閘管額定（dìng）參數高、控製簡單、技術成熟；另一方（fāng）麵是由於晶閘管具有較高的浪（làng）湧耐受能力、較高的電流參數和良好的耐過流能力，可以（yǐ）較好（hǎo）地滿足運行需求（qiú）。因此選擇晶閘管作為電路的主功率器件。

大容量（liàng）礦熱爐直流電源設計的幾個關鍵問題！

在大容（róng）量礦熱（rè）爐直流供電電源中，不得不采用（yòng）多（duō）個器（qì）件並聯的（de）措施以承擔較大的整（zhěng）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至6個，仍存在（zài）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，某些器件過流的情況。嚴重時燒壞器件，從而（ér）使得整流臂中其它支路過流，導致整個整流臂（bì）器件損壞。為解決該問題，以下提出幾點優化均流係數的措（cuò）施。

(1)采用合適（shì）的整流臂結構

礦（kuàng）熱爐一般電力電子器件進入穩態正向（xiàng）導通後其通態壓降很低，相應的通態（tài）電阻很小。若並聯支路母線的配置不合理，則（zé）電路自感及互感的差異就（jiù）會造成電流分配的不均衡。因此在（zài）工作電流較大的情況下，由於支路磁場（chǎng）及阻抗差異（yì）的影響，位（wèi）於（yú）不同位（wèi）置（zhì）的（de）器件（jiàn）導通時，流過的電流值不同，且與引出母線的位置有（yǒu）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，但實驗證明，這種結構在並聯器件數大於4的情況下，均流係（xì）數較低（dī）。

為了得到較好的均流效果，將整流（liú）臂改為其他（tā）結構，使得整流臂中的每個晶閘管從（cóng）交（jiāo）流進線到直流輸（shū）出的路徑完全（quán）一樣，且流過每（měi）個晶閘管的電流（liú）相（xiàng）互解耦，可解決因各（gè）元器件（jiàn）到正負母線路徑不同，導致的各並聯支路阻抗與磁場存在差（chà）異，所引發的（de）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果較常（cháng）用的直條結構有明顯改善，可以做到理論上的..均流。