专利名称：稀土电解用节能直流电源的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种可将交流电转换为直流电的直流电源装置，特别是一种稀土生产中使用的稀土电解节能直流电源。
目前稀土生产所使用的直流电源基本分为三类第一类是采用变压器变压，硅整流器整流，变压器由调压器调节初级电压来调节输出电流；第二类是在第一类基础上，在变压器原边加磁饱和电抗器来调节整流输出电流；第三类采用变压器变压，用晶闸管整流，调节晶闸管的导通角调整输出电流。此三类直流电源统一存在以下缺点与不足①耗能高，效率低，日耗电860KWh左右；②电解运行时功率因数低(只有30％多一点)，视在功率大，变压器及其调节系统温升高，不利于长期使用；③故障率高，维修费高，且影响电解生产的质量；④运行噪音大，可达70分贝。
本实用新型目的是针对现有技术不足之处，设计一种节能降耗，减小电解运行时视在功率和设备的故障率并提高产品质量的稀土电解用直流电源。
本实用新型没计思想是针对稀土电解生产过程中，在起炉及加热时需使电压在0～36V变化，电解时约需8V～10V，特将其结构设计成在电解，起炉加热时处于不同电压下。基于此，本实用新型设计的基本电路包括开关回路、整流变压器、直流互感器、脉冲变压器、电压转换、过流保护及电流自动调节电路，继电控制回路，三相交流电通过开关KM，经过两个电流互感器TC1TC2，接变压器三个原边，六个变压器付边上各接一个晶闸管，分别为V11、V12、V13、V14、V15、V16，且每个变压器付边上又引出一根分压线，该6条分压线上又连接有6个晶闸管，分别为V21、V22V23、V24、V25、V26，12个晶闸管又分别接两组12个脉冲变压器，该两组脉冲变压器又接于电压转换、过流保护及电流自动调节电路，继电控制回路接通与断开开关KM、电压转换、过流保护及电流自动调节电路。
整流变压器原边为一组固定绕组，副边采用双反星形加平衡电抗器，双反星形之每一相有一组34.5V绕组和一组13V分压绕组，又分别各接一只其12只晶闸管；整流变压器中两个变压器原边接两个开关KM1、KM2，6个变压器付变上各接一个晶闸管。开关和整流变压器之间加一磁饱和电抗器，该电抗器有一个电流控制绕组，电流控制绕组接于桥式整流后，由调压器调节整流输出。
本实用新型还可将变压器设计成原边，电压分档方式，即由两个开关KM1、KM2分别接两个变压器原边，在6个变压器付变上各接一个晶闸管，分别为V1、V2、V3、V4、V5、V6，6个晶闸管又分别接6个脉冲变压器，该脉冲变压器又接电压转换、过流保护及电流自动调节电路，继电控制回路。KM1所接的原边绕组工作时，付边相电压为13V。KM2所接的原边绕组工作时，付边相电压为34.5V。
本实用新型中整流变压器原边电压也可以通过饱和电抗器调节，即磁饱和电抗器输出加于整流变压器原边上，位于磁饱和电抗器中的电流控制绕组接于桥式整流后由调压器调节其电流大小，整流变压器付边上也接有平衡电抗器，晶闸管组、整流二极管组分别接于整流变压器付边之34.5V组和13V组。
所说的电流调节及电压转换过流保护电路由调节部分、过流保护部分、电压档位转换部分共三部分构成。详细结构如图4所示调节部分将电流给定值和直流反馈值进行PID调节后，输出给由TCA788组成的移相脉冲环节，产生不同相位的脉冲去触发晶闸管。过流保护部分用过流设定值和电解的实际值比较，当实际电流超过设定值时，输出高电压，封锁TCA788与电流给定，使脉冲停止，电流变为零，待故障处理完毕后，可继续工作。电压档位转换部分由设定电压和反馈电压比较，当电压15V以下时15V组晶闸管(即V2组)工作。15V以上时36V组(即V1组)晶闸管工作。
本实用新型的优点是1、效率高，能耗低，日耗电约530KWh，比旧系统日节电330KWh左右，若全年运行可节电(330×365)12万KWh。(折合人民币0.36×12×104＝4.3万元)。
2、电解时视在功率为32KVA，原系统为92KVA，这样可产生三个效果
a、可使运行的380V网日节电(92-32)×24×0.2＝288KWh，年节电10万KWh。
b、使故障率降低，可靠性提高。使停炉时间减小，生产产量和质量均大大提高。从而增加了利润。
c、使电解电源的容量降低，可降低供电系统的增容费。
3、电解生产时噪音大大降低，只有约40分贝。
图1、图2、图3为本实用新型电路结构示意图。
图4为本实用新型所采用电流调节及电压档位转换电路。
实施例1图1结构中，先将380V三相交流电降低为六相相电压分别为34.5V和13V的双反星形系统，将34.5V和13V分别通过六只晶闸管整流。电解时K7处于激励状态，二组脉冲变压器被激励从而触发13V组的晶闸管，装置处于0～15V工作状态；在加热起炉时K7处于非激励状态34.5V组脉冲变压器被激励，触发34.5V组晶闸管，系统处于0～36V工作状态。两种工作状态的电流调节过程由电流自动调节系统实现。实施例2图2为变压器原边电压分档方式，KM1接通时低压侧的相电压为13V，KM2接通时低压侧之相电压为34.5V，KM1、KM2不能同时接通。KM1接通时晶闸管整流输出为0～36V，KM2接通时输出电压为0～15V。实施例3图3所示为380V三相交流电通过饱和电抗器，加于整流变的原边，副边为图一所示结构，电解时晶闸管被封锁，13V组由硅整流二极管整流输出为0～15V 2500A，电解开始起炉，加热时K6闭合，二极组被封锁，晶闸管组整流，输出为0～36V2500A。
权利要求1.一种稀土电解用节能直流电源，其基本电路包括开关回路(1)、整流变压器(2)、直流互感器TC3(3)、晶闸管触发脉冲变压器(4)、电压转换、过流保护及电流自动调节电路(5)、继电控制回路(6)，其特征是开关(1)KM通过两个电流互感器TC1、TC2接变压器的三个原边，变压器六个付边上各接一个晶闸管，分别为V11、V12、V13、V14、V15、V16，且每个变压器付边上又引出一根分压线，该分压线上又连接6个日闸管，分别为V21、V22、V23、V24、V25、V26，12个晶闸管又分别接两组12个脉冲变压器(4)，该两组脉冲变压器又接电压转换、过流保护及电流自动调节电路(5)，继电控制回路(6)；
2.根据权利要求1所述的直流电源，其特征是开关KM1(或KM2)通过两个电流互感器TC1、TC2接变压器的原边1(或原边2)，变压器六个付边上各接一个晶闸管，分别为V1、V2、V3、V4、V5、V6，6个晶闸管又分别接6个脉冲变压器(4)，该脉冲变压器又接电压转换、过流保护及电流自动调节电路(5)，继电控制回路(6)。
3.根据权利要求1所述的直流电源，其特征是整流变压器(2)原边为一组固定绕组，副边采用双反星形加平衡电抗器，双反星形之每一相有一组34.5V绕组和一组13V分压绕组，又分别各接一只共12只晶闸管；
4.根据权利要求2所述的直流电源，其特征是整流变压器(2)中两个变压器原边接两个开关KM1、KM2，6个变压器付变上各接一个晶闸管。
5.根据权利要求1所述的直流电源，其特征是在开关(1)和整流变压器(2)之间加一磁饱和电抗器，该电抗器有一个电流控制绕组，电流控制绕组接于桥式整流后，由调压器调节整流输出。
专利摘要本实用新型是一种适合稀土电解用的直流电源。其基本电子电路包括开关回路、整流变压器、直流互感器、脉冲变压器、电流转换过流保护及电流自动调节电路、继电控制器。关键在于将变压器设计成分压换档方式,即变压器六个副边上各接一个晶闸管,每个副边所引的一个分线上也各接一个晶闸管,这十二个晶闸管又分别接十二个脉冲变压器,保证在起炉加热时电压在0～36变化,电解时在8V～10V变化,从而提高了效率,降低了能耗。
文档编号C25C7/00GK2299878SQ96235989
公开日1998年12月9日 申请日期1996年6月15日 优先权日1996年6月15日
发明者李力 申请人:李力