大（dà）容量（liàng）礦熱爐直流（liú）電源設計的幾個關鍵問題（tí）！

礦熱爐是鐵合（hé）金（jīn）行業冶煉矽鐵、鎳鐵、鉻鐵、電石的必備設（shè）備，據不完全統計（jì），全國有（yǒu）各種礦（kuàng）熱爐3萬多台。長期以來，國（guó）內礦熱爐大多采用交流供電方式（shì），導致功率因數低（dī）、電網三相很難控製平衡（héng）、效率（lǜ）低（dī）、運行成本高等問題一直無法解決。相（xiàng）比之下直流電源擁有更大的優勢，如:直流電源可消除電（diàn）抗壓降、集膚效應、電（diàn）極間幹擾效（xiào）應等問題，並且運行損耗低、電效（xiào）率（lǜ）高（gāo）。因此目前大容量礦熱爐電源正朝著直流供電方向發展。文中探（tàn）討了大容量礦熱爐直流電源設計（jì）的幾個關鍵性問題，包（bāo）括主電路（lù）拓撲結構選用，均流（liú）係數優（yōu）化，監控係（xì）統設計與功率因數提高等探索性問題。那就快來和（hé）小編一起（qǐ）看看吧！

大電流輸出需要使用並聯（lián）器（qì）件以達到運（yùn）行要求。隨著並聯器件數（shù）量的（de）增加，出（chū）現的是均（jun1）流係數低的問題。因此，選用適當的主（zhǔ）電路拓撲結構（gòu）以擴大係統輸出電流，達到（dào）減少並聯器件數，優（yōu）化均流係數，防止器件損壞的目的（de）顯得尤為重要。

礦熱爐可控（kòng）整流電路的.基本單元為三相橋式和雙反星形整（zhěng）流電路。單從輸出電流的大小考慮，在並聯相同數（shù）量及容量的電力電（diàn）子器件前提（tí）下，雙反星形整流（liú）電路的輸出電流是三相（xiàng）橋式（shì）整流電路的2倍。但在同（tóng）樣輸出電壓（yā）電（diàn）流情況下（xià），三相橋式整流電路的整流變壓器（qì）裝機容量要低於雙反（fǎn）星形21%，同時整（zhěng）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（fǎn）星形高（gāo）一倍。因此（cǐ），綜合考慮，若輸出電壓較高，三相橋式整流電路擁有（yǒu）較大優勢。由於礦熱爐電源運行時電流達40~150kA，為了滿足（zú）輸出電流需求，同時降低電磁幹擾（rǎo），可用三相橋式同相逆並聯（lián）結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（chū）電流（liú）並（bìng）降低了電磁幹擾。然而這種結構很難滿足大容量礦熱爐電源超過（guò）100kA的輸出電流要求。為（wéi）進一步擴大輸出電流，降低諧波含量，提高係（xì）統功率因數，可選12脈波雙反（fǎn）星形同相逆並聯結構（gòu）與12脈波三相橋式同相（xiàng）逆並聯結構。12脈波三相橋（qiáo）式同相逆並（bìng）聯結構的典（diǎn）型特點是:輸（shū）出電流大、諧波含量（liàng）少、電磁幹擾小、繞組利用率（lǜ）高、無需使用平衡電抗器等。因此在大容量礦熱（rè）爐直流（liú）電源中，選用脈（mò）波數（shù）為12脈波（bō）及以（yǐ）上的三相橋式同相逆並（bìng）聯結構較為合適。

由於電力電子（zǐ）器件在材料及製作工藝上的不同，其性能指標也有所不同。晶閘管適合應用於超大功率且（qiě）工作頻率較低的場合，一方麵是由於晶閘管額定參數高、控製（zhì）簡單、技術成熟；另一方麵是由於晶閘（zhá）管具有較高的浪湧耐受能力、較（jiào）高的電流參數和良好的耐過流能（néng）力，可以較好（hǎo）地滿足運行需求。因此選擇晶閘管（guǎn）作為電路的（de）主（zhǔ）功率器件。

在大容量礦熱（rè）爐直流供電電（diàn）源中，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（jí）使通過上述主電路拓撲結構將175V/100kA直流電（diàn）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（qì）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（tōng），某些器件過流的情況（kuàng）。嚴重時燒壞器件，從而使得整流（liú）臂中其它支路過流，導致整個整流臂器件損壞。為解決該問題，以下提出幾點優化均流係數的措施（shī）。

(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其通態壓降很低，相應的通態電阻很小。若並聯支路母線的配置不合理，則電（diàn）路自感及（jí）互感的（de）差異（yì）就會造成電流（liú）分配的不均衡（héng）。因（yīn）此在工作電（diàn）流較大（dà）的情況下（xià），由於支路磁場及阻抗差異的影響，位於不同位置的（de）器件導通時，流過的電（diàn）流值不同，且與引出母線的位置有關。目前多以（yǐ）母線上進下出(或下進上出)式的（de）條形整流臂結構為主流，但實（shí）驗證明，這（zhè）種結構在並聯器件數大於4的情況下，均流係數（shù）較（jiào）低。

為了得到（dào）較好（hǎo）的均流效果，將整流臂改為其他結構，使（shǐ）得整流（liú）臂中的每（měi）個晶（jīng）閘管（guǎn）從（cóng）交流進線（xiàn）到直流輸出的路徑完全一樣，且（qiě）流過每個晶閘管的（de）電流相（xiàng）互解（jiě）耦，可解決因各元器件到正負（fù）母線路徑（jìng）不同，導致的各並聯支路阻（zǔ）抗與磁場存在差異，所引發的各支路（lù）電流分配不（bú）均勻的問題。該種整流臂結（jié）構可將各整流臂（bì）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。