[实用新型]一种改进型直流电弧炉等值12脉整流变压器应用电路

说明书

本实用新型公开了一种改进型直流电弧炉等值12脉整流变压器应用电路，包含两台整流变压器、两组整流桥、两根电极和两台直流电抗器；两台整流变压器分别为B1整流变压器和B2整流变压器，两组整流桥分别为A1组整流桥和A2组整流桥，两根电极分别为1#电极和2#电极，每组整流桥均包括六个二极管，两组整流桥的正极输出端经过直流电抗器相连后连接到1#电极，两组整流桥负极输出端相连后连接2#电极，电极位于炉体内，每组整流桥形成独立的6脉波整流电路，所述A1组整流桥与整流变压器B1相连接，A2组整流桥与整流变压器B2相连接；本实用新型2组整流输出电压波形均衡、一致，能够使直流电弧炉、直流矿热炉24小时长期稳定工作，故障率极低。

技术领域

本实用新型涉及电路，具体是一种改进型直流电弧炉等值12脉整流变压器应用电路。

背景技术

在金属和非金属及铁合金冶炼领域中，常用电弧炉作为冶炼设备。与三相交流电弧炉相比，直流电弧炉具有如下诸多优点：

1.直流电弧炉比交流电弧炉节省1～2套电极装置。

2.炉墙耐火材料使用寿命长。

3.炉料熔化均匀。

4.直流电弧电流稳定。

5.交流电弧炉自然功率因数低，一般在0.8左右；直流电弧炉自然功率因数高，一般在0.95左右。

6.能量消耗少；可节约电耗15％。

7.交流电弧炉无功功率频繁波动，引起电网电压闪变；直流电弧炉无此现象。

8.直流电弧炉三相负荷对称，对电网无干扰和冲击现象。

9.炉料熔化均匀：

交流电弧炉的三相电弧为侧向形式，且三相电弧间相互影响，炉料熔化不均匀。直流电弧炉的电弧是中心垂直形式，热量分布均匀，炉料熔化均匀。

10.直流电弧对金属熔液有很强的搅拌效果，使得炉料熔化无死角，交流电弧则没有。

11.直流电弧炉石墨电极消耗量可节约30％～50％。

对于一般的直流电源，一般都是6脉波整流。6脉波整流电路虽然具有结构简单的优势，但是其输出的直流电压的脉动系数比较大，脉动系数为0.057，不可避免地存在着3、5、7次高次谐波。

针对这种现象，我们研制了12脉波直流电源，在实验中发现12脉波直流电源的电压波形比6脉波更平稳，12脉整流电压脉动系数为0.014。

常规的12脉波炉用整流变压器由于只有一组一次侧高压绕组，二次侧电压又很低，二次侧绕组匝数很少，二次侧每一匝绕组所承担的电压少则几伏，多则十几伏，在实际绕制过程中，无法做到为了让2组低压绕组的二次电压相等而绕半匝，只能绕成整数匝数，这就导致2组低压绕组的二次输出电压相差几伏甚至十几伏，从而导致2组整流桥的输出直流电压相差几伏甚至十几伏，出现一组出力大一组出力小的局面。又由于2组低压绕组共用一组铁芯，磁路上相互干扰，最终导致一组几乎不出力的现象，使得出力一组的整流元件总是莫名其妙地烧坏，变压器热得烫手。

在采用晶闸管作整流元件的结构上，通常的做法是采用增大输入电压高的那一组整流桥的移相角，来人为压制其较高的直流输出电压，以求得让两组整流桥的直流输出电压大小相等，殊不知这样做法直接导致被压制的那一组整流桥的功率因数严重下降，以至于把整体直流输出的功率因数拖下来了，看不到直流电路应有的自然功率因数高的优点。

针对上述现象，我们设计了应用于直流电弧炉、直流矿热炉的等值12脉波整流变压器，从根本上解决了上述现象的弊病，解决了经常烧坏相同组别的整流元件的故障，并能够使得自然功率因素达到0.95。在实验中发现等值12脉波直流电源的电压波形比6脉波更平稳，用示波器观察电压波形中的3次、5次、7次等高次谐波的含量极低，几乎看不到。