[發(fā)明專利]用于電解槽的三相兩脈波大功率脈流電源及供電方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310266039.3
• 申請日: 2013-06-28
• 公開（公告）號: CN103296919B
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅隆福;張志文;王燦;袁歆
• 申請（專利權(quán)）人: 中鋁華大科技股份有限公司;湖南大學(xué)科技園有限公司;羅隆福;張志文
• 主分類號: H02M9/06
• 分類號: H02M9/06;H02M1/44;H02M1/12
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務(wù)所(普通合伙)43108
• 代理人: 顏昌偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種冶金行業(yè)的電解電源，特別涉及一種用于電解槽的三相兩脈波大功率脈流電源及供電方法。

背景技術(shù)

目前電解錳、電解鋅等行業(yè)利用的是多脈波直流電解技術(shù)，即三相交流電經(jīng)過三相整流橋整流為6脈波或12脈波直流電，整流后的直流電直接接入電解槽電解。直流電解錳存在電解電流效率不高、每噸電解錳耗費電能較多的問題，其直流電耗可達5800～6100kW·h/t。

根據(jù)相關(guān)文獻表明，在脈沖電解過程中，電解效率受電荷轉(zhuǎn)移與表面擴散效應(yīng)的共同作用。在5～100Hz頻率范圍內(nèi)，速度控制步驟是表面擴散。隨著脈沖頻率增加，脈沖周期變短，產(chǎn)生的脈沖擴散層較薄，溶液中的傳質(zhì)和離子擴散相對容易，增強了離子遷移和成核速率，提高了電流效率。而脈沖頻率超過100Hz后，進一步增加脈沖頻率時，速度控制步驟是電荷轉(zhuǎn)移，表面擴散受到限制，金屬離子不能及時擴散到陰極附近，從而影響了電沉積的電流效率。所以采用一定占空比、頻率為100Hz的脈沖電流進行電解錳、鋅等金屬時，電解電流的效率較高，電耗較低。目前在我國有色冶金電解行業(yè)并沒有大功率的脈沖電源，嚴重制約了錳、鋅等金屬電解行業(yè)電解電流效率的提高。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種效率高、能耗低的用于電解槽的三相兩脈波大功率脈流電源及供電方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種用于電解槽的三相兩脈波大功率脈流電源，包括三相調(diào)壓變壓器、三相感應(yīng)濾波整流變壓器、三相感應(yīng)濾波器、同相逆并聯(lián)交流母排、單相整流柜、同相逆并聯(lián)直流母排、綜合控制器，所述三相調(diào)壓變壓器、三相感應(yīng)濾波整流變壓器、同相逆并聯(lián)交流母排依次串接，三相感應(yīng)濾波器與三相感應(yīng)濾波整流變壓器相連，同相逆并聯(lián)交流母排的輸出端分別與單相整流柜的輸入相連，單相整流柜采用同相逆并聯(lián)結(jié)構(gòu),其4個出線端分為兩組,每組的正出線端和負出線端分別與2根同相逆并聯(lián)走線的直流母排輸入湍連接，每組直流母排的輸出端按正、負極性分別與另一組直流母排的輸出端并聯(lián)形成正、負兩極，再分別與電解槽的正極和負極連接，綜合控制器與單相整流柜的控制端相連，所述三相感應(yīng)濾波整流變壓器為三相多繞組變壓器，包括一次高壓繞組、二次低壓閥側(cè)繞組和濾波繞組，低壓閥側(cè)繞組為同相逆并聯(lián)的兩個三角形繞組，低壓閥側(cè)繞組的每一相繞組單獨連接單相整流柜的單相全波整流橋，濾波繞組與三相感應(yīng)濾波器相連，濾波繞組為零阻抗。

上述的用于電解槽的三相兩脈波大功率脈流電源中，所述三相感應(yīng)濾波整流變壓器為三相多繞組變壓器，包括一次高壓繞組、二次低壓閥側(cè)繞組和濾波繞組，低壓閥側(cè)繞組為兩個T繞組和兩個M繞組，兩個T繞組和兩個M繞組的8個出線端分別連接8根交流母排，同一相的交流母排采用同相逆并聯(lián)走線，分別連接到單相整流柜的4個單相全波整流橋，濾波繞組與三相感應(yīng)濾波器相連，濾波繞組為零阻抗。

上述的用于電解槽的三相兩脈波大功率脈流電源中，所述三相感應(yīng)濾波器由電抗器和電容器串接組成。

一種用于電解槽的三相兩脈波大功率脈流電源的供電方法，包括以下步驟：三相兩脈波大功率脈流電源的單相整流柜采用同相逆并聯(lián)結(jié)構(gòu)，其4個出線端分為兩組,每組的正出線端和負出線端分別與2根同相逆并聯(lián)走線的直流母排輸入湍連接，每組直流母排的輸出端按正、負極性分別與另一組直流母排的輸出端并聯(lián)形成正、負兩極，再分別與電解槽的正極和負極連接。

本發(fā)明的技術(shù)效果是：

(1)本發(fā)明通過變壓器負載繞組每一相單獨接單相全波可控整流橋，為電解槽提供兩脈波大功率占空比可調(diào)的脈流電源，電源的諧波含量比三相橋式電路小。

(2)本發(fā)明中交流母排和直流母排采用同相逆并聯(lián)結(jié)構(gòu)，大大削弱了大電流對母排產(chǎn)生的渦流損耗，以及對空間產(chǎn)生的電磁干擾。

(3)本發(fā)明將感應(yīng)濾波變壓器和三相感應(yīng)濾波器相結(jié)合，感應(yīng)濾波變壓器的附加濾波繞組為零阻抗設(shè)計，并且三相感應(yīng)濾波器為全調(diào)諧濾波器，實現(xiàn)了諧波和無功就近抑制和補償，降低了調(diào)壓變壓器和整流變壓器的附加損耗、溫升、振動與噪音。

(4)本發(fā)明中的綜合控制器控制三個或兩個整流柜保證直流輸出相等，從而保證三相平衡供電，并根據(jù)最優(yōu)占空比，計算每個整流柜的最優(yōu)觸發(fā)角，輸出給整流柜，從而保證電解槽工作在最高效電解狀態(tài)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。