[实用新型]一种工业化节能型高频脉冲电解锰装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电解锰领域，特别是涉及一种工业化节能型高频脉冲电解锰装置，通过脉冲电解电源产生直流脉冲，实现在硫酸锰溶液中利用脉冲电解得到金属锰。

背景技术

传统的电解锰工业是采用直流电解硫酸锰溶液得到金属锰，向隔模电解槽注入含硫酸铵的硫酸锰水溶电解液，接通直流电，产生电析作用，在阴极板上析出金属锰，阳极板析出氧气；周期性地更换阴极板，对电析产物进行钝化、水洗、烘干、剥离等处理，获得金属锰产品。

由于工业供电是交流电，因此需要把交流电转换成为直流电供给电解槽进行直流电解，通常采用同相或逆相高压直降整流变压器与可控硅整流柜组合实现AC-DC变换。因此，传统的电解锰行业的电解行为一般是：

1、采用直流电解法完成电解工艺；

2、采用同相或逆相高压直降整流变压器与可控硅整流柜完成AC-DC变换。

传统的电解锰效率较低，对添加剂的要求高，电能消耗大，电解装置维护率高，不适于工业化应用，不满足环保节能的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种工业化节能型高频脉冲电解锰装置，克服电解锰效率较低、对添加剂的要求高、电能消耗大等困难，解决传统电解锰电解电源由于功率因数低、谐波大，而导致整流变压器的铁损、铜损大，可控硅器件过电流损耗大等问题。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种工业化节能型高频脉冲电解锰装置，包括具有一个或多个移相变压器的移相变压单元、具有一个或多个三相整流桥组件的三相桥式工频整流单元和具有一个或多个高频脉冲功率组件的功率单元。

移相变压器的原边均与三相交流电源的输出端连接，移相变压器的副边分别与三相整流桥组件的输入端一一对应连接，三相整流桥组件的输出端与高频脉冲功率组件的输入端对应连接，高频脉冲功率组件的输出端向电解槽输出高频脉冲电流，移相变压单元的副边所输出的电压根据电解槽的串联数量来决定，当采用多个移相变压器时，所述移相变压单元为多重化形式的移相变压器。

本实用新型还包括功率主控单元，功率主控单元分别与一个或多个高频脉冲功率组件连接。

所述移相变压器包括采用网侧移相的移相变压器、采用二次侧移相的移相变压器和采用网侧移相与二次侧移相的多重化移相变压器。

当移相变压器采用网侧移相的移相变压器时，在其网侧并联M个移相网侧输出绕组；当移相变压器采用二次侧移相的移相变压器时，移相变压器具有M个二次侧输出绕组。

移相变压器的移相角度的差值为δ=360°/（K*M）。

三相桥式工频整流单元产生的谐波与整流输出的脉波的关系表达式为：N=KM±1，其中，N为谐波次数，K为一个周期内整流输出的脉波数量，M为输出绕组的数量，N、K、M均为自然数，三相整流桥组件以K脉波整流器为基础整流单元，构成一个KM脉波的多脉波整流单元，用于消除低于KM±1次的谐波。

本实用新型中，所述高频脉冲电流的电流值为10000A～100000A、最高电压值为200V～550V、周期为2000/秒～40000/秒、占空比为0.4～08的高频直流脉冲群。

所述高频脉冲功率组件包括高频逆变器、高频变压器和高频整流器。

多个高频脉冲功率组件中的多个高频逆变器、多个高频变压器和多个高频整流器采用以下任意一种连接方式：

① 相互串联或并联连接的高频逆变器，通过相互并联连接的高频变压器，与相互并联连接的高频整流器连接；

② 相互串联或并联连接的高频逆变器，通过相互串联连接的高频变压器，与相互串联或并联连接的高频整流器连接。

所述高频逆变器包括IGBT、IGCT、GOT、MOS电力电子开关器件，所述高频变压器为纳米微晶铁芯变压器，所述高频整流器包括高压大电流快恢复二极管，采用全波整流或全桥整流形式。

本实用新型中，所述功率主控单元采用PWM控制方式，通过PWM方式控制高频脉冲功率组件输出的高频脉冲电流，功率主控单元包括主控板、连接板、功率组件控制板、转换板、驱动板和监控显示单元；每个高频脉冲功率组件均包括高频逆变器、高频变压器和高频整流器。