專(zhuān)利名稱(chēng)：稀土電解用節(jié)能直流電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種可將交流電轉(zhuǎn)換為直流電的直流電源裝置，特別是一種稀土生產(chǎn)中使用的稀土電解節(jié)能直流電源。
目前稀土生產(chǎn)所使用的直流電源基本分為三類(lèi)第一類(lèi)是采用變壓器變壓，硅整流器整流，變壓器由調(diào)壓器調(diào)節(jié)初級(jí)電壓來(lái)調(diào)節(jié)輸出電流；第二類(lèi)是在第一類(lèi)基礎(chǔ)上，在變壓器原邊加磁飽和電抗器來(lái)調(diào)節(jié)整流輸出電流；第三類(lèi)采用變壓器變壓，用晶閘管整流，調(diào)節(jié)晶閘管的導(dǎo)通角調(diào)整輸出電流。此三類(lèi)直流電源統(tǒng)一存在以下缺點(diǎn)與不足①耗能高，效率低，日耗電860KWh左右；②電解運(yùn)行時(shí)功率因數(shù)低(只有30％多一點(diǎn))，視在功率大，變壓器及其調(diào)節(jié)系統(tǒng)溫升高，不利于長(zhǎng)期使用；③故障率高，維修費(fèi)高，且影響電解生產(chǎn)的質(zhì)量；④運(yùn)行噪音大，可達(dá)70分貝。
本實(shí)用新型目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足之處，設(shè)計(jì)一種節(jié)能降耗，減小電解運(yùn)行時(shí)視在功率和設(shè)備的故障率并提高產(chǎn)品質(zhì)量的稀土電解用直流電源。
本實(shí)用新型沒(méi)計(jì)思想是針對(duì)稀土電解生產(chǎn)過(guò)程中，在起爐及加熱時(shí)需使電壓在0～36V變化，電解時(shí)約需8V～10V，特將其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成在電解，起爐加熱時(shí)處于不同電壓下。基于此，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的基本電路包括開(kāi)關(guān)回路、整流變壓器、直流互感器、脈沖變壓器、電壓轉(zhuǎn)換、過(guò)流保護(hù)及電流自動(dòng)調(diào)節(jié)電路，繼電控制回路，三相交流電通過(guò)開(kāi)關(guān)KM，經(jīng)過(guò)兩個(gè)電流互感器TC1TC2，接變壓器三個(gè)原邊，六個(gè)變壓器付邊上各接一個(gè)晶閘管，分別為V11、V12、V13、V14、V15、V16，且每個(gè)變壓器付邊上又引出一根分壓線，該6條分壓線上又連接有6個(gè)晶閘管，分別為V21、V22V23、V24、V25、V26，12個(gè)晶閘管又分別接兩組12個(gè)脈沖變壓器，該兩組脈沖變壓器又接于電壓轉(zhuǎn)換、過(guò)流保護(hù)及電流自動(dòng)調(diào)節(jié)電路，繼電控制回路接通與斷開(kāi)開(kāi)關(guān)KM、電壓轉(zhuǎn)換、過(guò)流保護(hù)及電流自動(dòng)調(diào)節(jié)電路。
整流變壓器原邊為一組固定繞組，副邊采用雙反星形加平衡電抗器，雙反星形之每一相有一組34.5V繞組和一組13V分壓繞組，又分別各接一只其12只晶閘管；整流變壓器中兩個(gè)變壓器原邊接兩個(gè)開(kāi)關(guān)KM1、KM2，6個(gè)變壓器付變上各接一個(gè)晶閘管。開(kāi)關(guān)和整流變壓器之間加一磁飽和電抗器，該電抗器有一個(gè)電流控制繞組，電流控制繞組接于橋式整流后，由調(diào)壓器調(diào)節(jié)整流輸出。
本實(shí)用新型還可將變壓器設(shè)計(jì)成原邊，電壓分檔方式，即由兩個(gè)開(kāi)關(guān)KM1、KM2分別接兩個(gè)變壓器原邊，在6個(gè)變壓器付變上各接一個(gè)晶閘管，分別為V1、V2、V3、V4、V5、V6，6個(gè)晶閘管又分別接6個(gè)脈沖變壓器，該脈沖變壓器又接電壓轉(zhuǎn)換、過(guò)流保護(hù)及電流自動(dòng)調(diào)節(jié)電路，繼電控制回路。KM1所接的原邊繞組工作時(shí)，付邊相電壓為13V。KM2所接的原邊繞組工作時(shí)，付邊相電壓為34.5V。
本實(shí)用新型中整流變壓器原邊電壓也可以通過(guò)飽和電抗器調(diào)節(jié)，即磁飽和電抗器輸出加于整流變壓器原邊上，位于磁飽和電抗器中的電流控制繞組接于橋式整流后由調(diào)壓器調(diào)節(jié)其電流大小，整流變壓器付邊上也接有平衡電抗器，晶閘管組、整流二極管組分別接于整流變壓器付邊之34.5V組和13V組。
所說(shuō)的電流調(diào)節(jié)及電壓轉(zhuǎn)換過(guò)流保護(hù)電路由調(diào)節(jié)部分、過(guò)流保護(hù)部分、電壓檔位轉(zhuǎn)換部分共三部分構(gòu)成。詳細(xì)結(jié)構(gòu)如圖4所示調(diào)節(jié)部分將電流給定值和直流反饋值進(jìn)行PID調(diào)節(jié)后，輸出給由TCA788組成的移相脈沖環(huán)節(jié)，產(chǎn)生不同相位的脈沖去觸發(fā)晶閘管。過(guò)流保護(hù)部分用過(guò)流設(shè)定值和電解的實(shí)際值比較，當(dāng)實(shí)際電流超過(guò)設(shè)定值時(shí)，輸出高電壓，封鎖TCA788與電流給定，使脈沖停止，電流變?yōu)榱?，待故障處理完畢后，可繼續(xù)工作。電壓檔位轉(zhuǎn)換部分由設(shè)定電壓和反饋電壓比較，當(dāng)電壓15V以下時(shí)15V組晶閘管(即V2組)工作。15V以上時(shí)36V組(即V1組)晶閘管工作。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1、效率高，能耗低，日耗電約530KWh，比舊系統(tǒng)日節(jié)電330KWh左右，若全年運(yùn)行可節(jié)電(330×365)12萬(wàn)KWh。(折合人民幣0.36×12×104＝4.3萬(wàn)元)。
2、電解時(shí)視在功率為32KVA，原系統(tǒng)為92KVA，這樣可產(chǎn)生三個(gè)效果
a、可使運(yùn)行的380V網(wǎng)日節(jié)電(92-32)×24×0.2＝288KWh，年節(jié)電10萬(wàn)KWh。
b、使故障率降低，可靠性提高。使停爐時(shí)間減小，生產(chǎn)產(chǎn)量和質(zhì)量均大大提高。從而增加了利潤(rùn)。
c、使電解電源的容量降低，可降低供電系統(tǒng)的增容費(fèi)。
3、電解生產(chǎn)時(shí)噪音大大降低，只有約40分貝。


圖1、圖2、圖3為本實(shí)用新型電路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本實(shí)用新型所采用電流調(diào)節(jié)及電壓檔位轉(zhuǎn)換電路。
實(shí)施例1圖1結(jié)構(gòu)中，先將380V三相交流電降低為六相相電壓分別為34.5V和13V的雙反星形系統(tǒng)，將34.5V和13V分別通過(guò)六只晶閘管整流。電解時(shí)K7處于激勵(lì)狀態(tài)，二組脈沖變壓器被激勵(lì)從而觸發(fā)13V組的晶閘管，裝置處于0～15V工作狀態(tài)；在加熱起爐時(shí)K7處于非激勵(lì)狀態(tài)34.5V組脈沖變壓器被激勵(lì)，觸發(fā)34.5V組晶閘管，系統(tǒng)處于0～36V工作狀態(tài)。兩種工作狀態(tài)的電流調(diào)節(jié)過(guò)程由電流自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。實(shí)施例2圖2為變壓器原邊電壓分檔方式，KM1接通時(shí)低壓側(cè)的相電壓為13V，KM2接通時(shí)低壓側(cè)之相電壓為34.5V，KM1、KM2不能同時(shí)接通。KM1接通時(shí)晶閘管整流輸出為0～36V，KM2接通時(shí)輸出電壓為0～15V。實(shí)施例3圖3所示為380V三相交流電通過(guò)飽和電抗器，加于整流變的原邊，副邊為圖一所示結(jié)構(gòu)，電解時(shí)晶閘管被封鎖，13V組由硅整流二極管整流輸出為0～15V 2500A，電解開(kāi)始起爐，加熱時(shí)K6閉合，二極組被封鎖，晶閘管組整流，輸出為0～36V2500A。
權(quán)利要求1.一種稀土電解用節(jié)能直流電源，其基本電路包括開(kāi)關(guān)回路(1)、整流變壓器(2)、直流互感器TC3(3)、晶閘管觸發(fā)脈沖變壓器(4)、電壓轉(zhuǎn)換、過(guò)流保護(hù)及電流自動(dòng)調(diào)節(jié)電路(5)、繼電控制回路(6)，其特征是開(kāi)關(guān)(1)KM通過(guò)兩個(gè)電流互感器TC1、TC2接變壓器的三個(gè)原邊，變壓器六個(gè)付邊上各接一個(gè)晶閘管，分別為V11、V12、V13、V14、V15、V16，且每個(gè)變壓器付邊上又引出一根分壓線，該分壓線上又連接6個(gè)日閘管，分別為V21、V22、V23、V24、V25、V26，12個(gè)晶閘管又分別接兩組12個(gè)脈沖變壓器(4)，該兩組脈沖變壓器又接電壓轉(zhuǎn)換、過(guò)流保護(hù)及電流自動(dòng)調(diào)節(jié)電路(5)，繼電控制回路(6)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電源，其特征是開(kāi)關(guān)KM1(或KM2)通過(guò)兩個(gè)電流互感器TC1、TC2接變壓器的原邊1(或原邊2)，變壓器六個(gè)付邊上各接一個(gè)晶閘管，分別為V1、V2、V3、V4、V5、V6，6個(gè)晶閘管又分別接6個(gè)脈沖變壓器(4)，該脈沖變壓器又接電壓轉(zhuǎn)換、過(guò)流保護(hù)及電流自動(dòng)調(diào)節(jié)電路(5)，繼電控制回路(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電源，其特征是整流變壓器(2)原邊為一組固定繞組，副邊采用雙反星形加平衡電抗器，雙反星形之每一相有一組34.5V繞組和一組13V分壓繞組，又分別各接一只共12只晶閘管；
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直流電源，其特征是整流變壓器(2)中兩個(gè)變壓器原邊接兩個(gè)開(kāi)關(guān)KM1、KM2，6個(gè)變壓器付變上各接一個(gè)晶閘管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電源，其特征是在開(kāi)關(guān)(1)和整流變壓器(2)之間加一磁飽和電抗器，該電抗器有一個(gè)電流控制繞組，電流控制繞組接于橋式整流后，由調(diào)壓器調(diào)節(jié)整流輸出。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型是一種適合稀土電解用的直流電源。其基本電子電路包括開(kāi)關(guān)回路、整流變壓器、直流互感器、脈沖變壓器、電流轉(zhuǎn)換過(guò)流保護(hù)及電流自動(dòng)調(diào)節(jié)電路、繼電控制器。關(guān)鍵在于將變壓器設(shè)計(jì)成分壓換檔方式,即變壓器六個(gè)副邊上各接一個(gè)晶閘管,每個(gè)副邊所引的一個(gè)分線上也各接一個(gè)晶閘管,這十二個(gè)晶閘管又分別接十二個(gè)脈沖變壓器,保證在起爐加熱時(shí)電壓在0～36變化,電解時(shí)在8V～10V變化,從而提高了效率,降低了能耗。
文檔編號(hào)C25C7/00GK2299878SQ96235989
公開(kāi)日1998年12月9日 申請(qǐng)日期1996年6月15日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月15日
發(fā)明者李力 申請(qǐng)人:李力