一种用于直流电弧炉的24脉波二极管整流电路的制作方法

1.本实用新型涉及直流电弧炉整流电路技术领域，尤其是涉及一种用于直流电弧炉的24脉波二极管整流电路。


背景技术：

2.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：
3.1.直流电弧炉比交流电弧炉节省1～2套电极装置；
4.2.炉墙耐火材料使用寿命长；
5.3.炉料熔化均匀；
6.4.直流电弧电流稳定；
7.5.交流电弧炉自然功率因数低，一般在0.6左右；直流电弧炉自然功率因数高，一般在0.95左右；
8.6.能量消耗少；可节约电耗15％；
9.7.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；
10.8.直流电弧炉三相负荷对称，对电网无干扰和冲击现象；
11.9.直流电弧炉不存在闪变现象；
12.10.直流电弧对钢液有很强的搅拌效果；
13.11.直流电弧炉石墨电极消耗量可节约30％～50％。
14.对于冶炼用的直流电弧炉，为了保证电弧炉有足够的容量和兼顾冶炼效率，就需要大容量的整流装置，即需要几万甚至几十万安的大功率的直流电源，目前单体硅整流元件的容量不超过1万安，若要获得几万甚至几十万安的大功率的直流电源，就需要把硅整流元件一个一个地并联起来使用，在实际应用中，由于每一个具体的硅整流元件正向特性存在差异、导通特性不一致以及并联支路的接触电阻不等，在低压大电流的电路中，当元件导通时，电流分配就不均匀了，每个桥臂上并联的整流元件越多，电流分配不均匀的现象越严重，同一桥臂上的硅整流元件的工作电流大小差异甚至高达100％，其结果是同一桥臂上流过电流大的元件经常烧坏，导致停工、维修，造成巨大的经济损失。
15.由于我国单体整流元件容量还不能做得很大，使得单套整流桥的容量也不能做得很大，这就制约了我国大吨位直流电弧炉的发展。但是，若用24脉波二极管大功率整流方案来做整流装置，为我们采用多套直流电源提供给同一台大吨位炉体创造了条件。


技术实现要素：

16.有鉴于此，本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种用于直流电弧炉的24脉波二极管整流电路，可以连接多组整流元件，从根本上解决了并联硅元件因均流问题经常烧坏的现象，可让多组直流电源同时为同一台大吨位的直流电弧炉供电。
17.为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
18.一种用于直流电弧炉的24脉波二极管整流电路，包括：
19.整流变压器，有四台；
20.移相电抗器，有两台；
21.整流桥，有四组；
22.直流电抗器，有四台；
23.四台整流变压器的一次绕组均采用角形接法绕设，其中两台整流变压器的二次绕组采用角形接法绕设，另外两台整流变压器的二次绕组采用星形接法绕设，二次绕组采用角形接法绕设的两台整流变压器和二次绕组采用星形接法绕设的两台整流变压器中分别各自有一台整流变压器在一次侧设置移相电抗器；
24.四台整流变压器中，一次侧设置有移相电抗器的整流变压器，通过移相电抗器连接三相电源，一次侧没有设置移相电抗器的整流变压器，直接连接三相电源；
25.每台整流变压器的二次侧连接一组整流桥，每组整流桥的正极输出端连接一台直流电抗器，四台直流电抗器的输出端连接在一起，作为整流输出的总正极，每组整流桥的负极输出端连接在一起，作为整流输出的总负极。
26.优选的，所述整流变压器的二次侧多档电压输出。
27.优选的，所述整流变压器中，一次侧设置有移相电抗器的整流变压器的二次侧输出的电压角度比没有设置移相电抗器的整流变压器的二次侧输出的电压角度落后15
°
电角度。
28.进一步的，每组所述整流桥均包括六个整流二极管。
29.优选的，所述整流二极管为zp型大功率整流二极管。
30.本实用新型的一种用于直流电弧炉的24脉波二极管整流电路，其总正极和总负极通过导线分别连接直流电弧炉中的正电极和负电极。
31.本实用新型的有益效果是：
32.1、本实用新型的一种用于直流电弧炉的24脉波二极管整流电路，由zp型二极管构成的整流装置，不仅结构简单，而且故障率极低，维修很方便。
33.2、本实用新型的一种用于直流电弧炉的24脉波二极管整流电路，输出的电压波形比6脉波、12脉波整流更平稳，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，更有利于直流电弧炉的冶炼。
34.3、本实用新型的一种用于直流电弧炉的24脉波二极管整流电路，运行时功率因数大于0.97。
附图说明
35.图1为本实用新型的整体结构示意图。
36.图2为a1组整流桥的电路图。
37.图3为a2组整流桥的电路图。
38.图4为a3组整流桥的电路图。
39.图5为a4组整流桥的电路图。
40.图6为6脉波、12脉波、24脉波整流输出直流电压波形比较图。
具体实施方式
41.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
42.实施例：
43.如图1所示，一种用于直流电弧炉的24脉波二极管整流电路，包含四台变压器、两台移相电抗器、四组整流桥和四台直流电抗器；四台整流变压器分别为整流变压器b1、整流变压器b2、整流变压器b3和整流变压器b4，四组整流桥分别为a1组整流桥、a2组整流桥、a3组整流桥和a4组整流桥，所述a1组整流桥与整流变压器b1的二次侧相连接、a2组整流桥与整流变压器b2的二次侧相连接、a3组整流桥与整流变压器b3的二次侧相连接、a4组整流桥与整流变压器b4的二次侧相连接；如图2-图5所示，所述a1组三相桥式整流电路由d1～d6六个二极管构成、所述a2组三相桥式整流电路由d7～d12六个二极管构成、所述a3组三相桥式整流电路由d13～d18六个二极管构成、所述a4组三相桥式整流电路由d19～d24六个二极管构成，a1组整流桥的正极输出端连接1#直流电抗器、a2组整流桥的正极输出端连接2#直流电抗器、a3组整流桥的正极输出端连接3#直流电抗器、a4组整流桥的正极输出端连接4#直流电抗器；1#直流电抗器的输出端、2#直流电抗器的输出端、3#直流电抗器的输出端和4#直流电抗器的输出端连接在一起，作为整流输出的总正极；a1组整流桥的负极输出端、a2组整流桥的负极输出端、a3组整流桥的负极输和a4组整流桥的负极输出端连接在一起，作为整流输出的总负极。
44.所述整流变压器b1、整流变压器b2、整流变压器b3、整流变压器b4的一次绕组和整流变压器b1、整流变压器b3的二次绕组均采用角形接法绕设，整流变压器b2、整流变压器b4的二次绕组采用星形接法绕设。
45.所述整流变压器b3的一次侧增设移相电抗器l1，移相电抗器l1直接与三相电源连接，令整流变压器b3二次侧输出的电压角度比整流变压器b1的二次侧输出的电压角度落后15
°
电角度。
46.所述整流变压器b4的一次侧增设移相电抗器l2，移相电抗器l2直接与三相电源连接，令整流变压器b4二次侧输出的电压角度比整流变压器b2的二次侧输出的电压角度落后15
°
电角度。
47.所述整流变压器b1、整流变压器b2的一次侧直接与三相电源连接。
48.所述整流变压器的容量为3500kva，一次侧输入电压10kv，二次侧输出电压50v～300v，共分九个档。
49.所述整流桥中的二极管为zp型大功率整流二极管，优选为国产zp8000a/1500v，单体容量达到8000a的二极管。
50.本实用新型的一种用于直流电弧炉的24脉波二极管整流电路，其总正极和总负极通过导线分别连接直流电弧炉中的正电极和负电极。
51.如图6所示，本实用新型的一种用于直流电弧炉的24脉波二极管整流电路输出直流电压波形与12脉波和6脉波的整流电路直流电压波形比较图，可看出本实用新型的一种
用于直流电弧炉的24脉波二极管整流电路输出直流电压波形比6脉波、12脉波整流更平稳。
52.用示波器观察本实用新型的一种用于直流电弧炉的24脉波二极管整流电路输出直流电压波形中的3次、5次、7次等高次谐波的含量极低，几乎看不到。
53.本实用新型的一种用于直流电弧炉的24脉波二极管整流电路，采用二极管作为整流元件，但不采用传统的把二极管并联起来形成一组大型6脉波整流桥，而是把每6个二极管构成一组整流桥，把各组整流桥接在各自对应的等值24脉波整流变压器的二次输出端，将四组整流桥的输出端并联起来，最终形成强大的24脉波输出电压，由于二极管不需要触发脉冲来控制，只要能承受正向电压就能导通，这就能从根本上解决各个二极管因传统的并联方式出现导通电流不均匀的问题，也就从根本上解决了莫名其妙烧坏整流元件的问题。
54.本实用新型的一种用于直流电弧炉的24脉波二极管整流电路，采用大功率整流二极管为整流元件的整流装置，能够大大简化控制电路，还能使得功率因数一开机就达到0.97以上。
55.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。