[实用新型]稀土电解用节能直流电源

说明书

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：