一、可控硅電解整流器概述

本技術設計方案適用于晶閘管整流穩壓穩流電源的技術設計規范要求，該整流裝置由6套整流裝置組成，單套整流裝置采用六相交流供電,由12只可控硅組成1組六相整流電路組成，形成六相整流調壓調流,濾波電抗器濾波，通過控制及觸發電路對這組可控硅整流電路控制輸出直流，輸出低紋波的直流電源提供給負載工作。電源具有恒壓穩流輸出控制功能。系統保護功能完善，主控制器采用本公司自主研發的第四代晶閘管觸發板，調節控制精度高，正負脈沖對稱度好。系統保護功能完善、抗干擾能力極強，可靠性高。操作簡潔、人性化設計，自動化程度高，電源的設計和制造遵循IEC國際電工相關技術標準和國家相關行業技術標準。

二﹑電源規格型號意義

 

 

三﹑直流電源引用的技術標準
3.1 GB/T14549-1993　       《電能質量公用電網諧波》

圖43.2 IEC－60529　　　　     《國際電工標準》

3.3 IEC－60146　　　　     《國際電工標準》

3.4 JB/T8740－98　　       《電化學用整流器》

3.5 ZBK16 006-88            《電化學用整流器》

3.6 JB/T 7626-94            《反向阻斷三極晶閘管測試方法》

3.7  GB13539.4-92           《低壓熔斷器半導體器件保護用熔斷器的補充說明》

3.8  GB/T 13422-92          《半導體電力變流器電氣試驗方法》

3.9 GB/T3859.1-93          《半導體電力變流器、基本要求和規定》

3.10 GB50054-95             《低壓配電設計規范》

3.11 GB50052-95             《供配電系統設計規范》

3.12 GB50055-93             《通用用電設備配電設計規范》

3.13 GB50217-2007           《電力工程電纜設計規范》

3.14 GB50058-92             《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范》

3.15 HG/T 20511－2000       《信號報警、安全聯鎖系統設計規定》

3.16 IEC146-1               《半導體變流器、一般要求和電網換流變流器》，

3.17 GB/T3859.2-93           《半導體電力變流器、應用導則》

3.18 GB4208             《外殼防護等級的分類》，

3.19 GB3836.1               《電氣裝置安裝工程、電氣設備交接試驗標準》

3.20 GB 191                  《包裝儲運標志》

注:以上標準均執行最新版本,設備的其他要求按相應國家標準。

 

四﹑直流電源環境使用條件

4.1、 安裝地點：戶內安裝 ；

4.2、 環境工作溫度：-20℃～+40℃；最高年平均溫度：26℃； 最高日平均溫度：40℃；日平均溫差：26℃ 。

4.3、 相對濕度：15～85%R；

4.4、 海拔高度：小于1500米 ；

4.5、 使用環境：無劇烈振動和沖擊以及垂直傾斜度不超過5%的場所；　耐地震能力:           地面水平加速度0.2g；地面垂直加速度0.1g。

 

五﹑整流電源主電路電氣原理圖

  

六﹑直流電源技術參數

6.1、交流供電電壓：380VAC±10%，頻率～50HZ±1HZ；

6.2、具有穩流、穩壓控制功能，可根據用戶工藝需要自動切換；

6.3、操作方式：本機觸摸屏；

6.4、穩流穩壓控制精度≤±1%；

6.5、輸出控制方式：直流穩壓穩流工作 ；

6.6、額定直流輸出功率：300KW;

6.7、額定直流輸出電壓：0-60V

6.8、額定輸出電流：0-5000A

6.9、換向方式：不換向

6.10、換向時間：3S-99h任意設定

6.11、正反工作時間：單獨設定

6.12、直流紋波系數：≤4.2%（額度負載電流狀態下）；

6.13、穩壓穩流精度優于1%；

6.14、濾波方式：濾波電抗器濾波；

6.15、源效應：±0.5%（電網電壓波動-10%——+10%范圍）；

6.16、負載效應：±0.5%（負載波動-10%——+10%范圍）；

6.17、控制系統具有軟啟動/軟給定控制功能，軟給定時間可在0-200S范圍可整定（定格3S）；

 

6.18、負載等級：I級；

6.19、整流裝置可在電網電壓波動±10%范圍內正常工作，負載波動20%～100%范圍內長期穩定工作；

6.20、整流調壓方式：整流變壓器二次側六脈波晶閘管整流，移相調壓（精細調節）；

6.21、調壓范圍：輸出電流、電壓連續可調，穩定運行；

6.22、控制方式：

a)本機操作方式：穩壓/穩流控制，電壓/電流閉環工作；

b)遠程操作方式：遠程上位機操作（選配）；

6.23、整流器的輸出電流/電壓穩定安全運行工作區域曲線：每個檔位的半電壓以上可輸出滿載電流，工作曲線如下圖所示。

 

6.24、冷卻方式： 風冷。

6.25、晶閘管觸發調節控制器：雙閉環調節控制系統，大板控制模式,觸發脈沖不對稱度≤1°，移相無級調節 。系統控制精度高,抗干擾能力強,無須觸發脈沖對稱度調整，維護更換簡單快捷；

6.26、整流器的工作效率：≥80%；

6.27、整流器主要顯示量：直流輸出電壓、直流輸出電流、狀態、時間等；

6.28、柜內載流銅母排電流密度：交流進線銅排、整流臂及匯流銅排電流密度≤2.5A/mm2，母線均為優質銅材；

6.29、柜體防磁化結構處理：柜體骨架的關鍵部位采用不導磁鋼板彎曲焊接制成，避免柜體因磁場引起的渦流附加發熱損耗；

6.30、交流電源缺相保護：當交流進行電源缺相時，缺相保護繼電器動作，相應指示燈亮，同時封鎖晶閘管觸發脈沖；

6.31、溫度檢測保護：在整流變壓器、晶閘管元件、硅整流元件、匯流母排上均安裝有溫度過高保護熱繼電器，當這些檢測點的溫度超過其溫度保護值時，相應指示燈亮，提醒操作值班人員注意，同時封鎖晶閘管觸發脈沖；

6.32、輸出電流限制保護：當直流輸出電流達到其限流流整定值時（100In），輸出電流被自動限制在限流保護動作值上，相應指示燈亮；

6.33、輸出過流保護：當直流輸出電流超過其過流整定值時，過流保護動作，封鎖晶閘管觸發控制脈沖，相應指示燈亮；

6.34、整流電源系統外部故障保護：當電源意外的其它試驗系統故障發生時，可由外接—程控常開觸點至控制器，封鎖晶閘管觸發脈沖，禁止整流器輸出；

6.35、整流器具有完善的保護功能，能防瞬時沖擊和帶載啟停；

6.36、整流變壓器絕緣等級：H級絕緣，工作溫升小于85℃；

6.37、整流器主要低壓電氣元件均選用知名公司產品；

6.38、柜內控制回路使用的控制導線全部采用BVR多芯軟銅導線，線的端頭均具有接線標號（帶線標）。不同電壓等級回路的連接導線（動力電纜和控制電纜）均需嚴格分開敷設，互不干擾影響；

6.39、機柜具有保護接地銅母排，保證電源安全可靠接地；

6.40、柜內主要元器件均標明器件代號，與圖紙器件代號完全一致；

6.41、柜體工藝結構：柜體采用國標冷板高壓靜電噴涂工藝制作，可在酸、堿等強腐蝕的環境下長期保持良好。

6.42、柜體防護等級：IP21；

6.43、外形尺寸（W*D*H）：1800×1500×2200（參考尺寸）

6.44、重量：3000Kg±10%

 

七、整流電源主控制器技術性能特點說明

7.1、框圖

 

7.2、控制器具有如下技術性能特點：

1 )寬工作電壓范圍，+20%～-40%能正常工作；

2 )同步隔離采樣抗干擾能力強；

3 )超前式滯后30℃同步，方使雙脈整流；

4 )全固態觸發不受脈沖寬度限制，可設置120°寬脈沖，30℃雙脈沖的脈沖列；

5 )有三路可編程軟給定，三路反饋信號輸入，一路瞬停，一路緩停，一路封鎖，三種啟停模式；

6 )具有擴展接口，可方便實現無器件串并聯；

7 )移相分辯率：線性無級調節 ；

8 )眿沖不對稱度：觸發眿沖不對稱度≤1°；

9 )觸發脈沖：觸發晶閘管的前沿陡度≥1A/μs；晶閘管門極功耗小，眿沖前沿電流幅值1.5A

10 )采用7KHZ的脈沖列調制技術，強觸發脈沖，脈沖間隔60度的雙脈沖列，確保并聯的多只晶閘管元件被有效同時觸發導通；

11 )控制精度≤0.5%；

12 )控制器的觸發脈沖移相范圍0～170°，脈沖特性一致可靠性高，脈沖不對稱度≤1°，前沿陡，上升速率<1A/1μs，有效降低晶閘管開通損耗；

13 )控制器具有完善的電流反饋信號故障監視保護功能，即直流電流反饋信號丟失時，穩流控制系統自動轉入交流反饋，兩種反饋互為熱備用（電流反饋信號取自直流大電流傳感器或整流變壓器電流互感器）；

14 )控制器具有可設定的0-200mS軟啟動/軟給定控制功能,線性度優于1%；

15 )控制器具有恒定電流、恒定電壓、恒定功率等控制功能。

 

 

八、整流電源柜體工藝結構

8.1、整流柜柜體采用熱鍍鋅角鋼，優質冷板數控折彎、沖孔、焊接加工制作。

8.2、柜體表面噴塑，顏色RAL7035（也可由用戶指定），柜體前后開門，側板為可拆式，柜體結構簡潔，外形美觀大方，方便維護、維修 。

8.3、柜體框架厚度不小于2mm，柜門厚度不小于1.5mm,側面板厚度不小于1.5mm。

8.4、柜體的起吊措施：柜體頂部安裝四個吊環，方便用戶設備現場安裝起吊及搬運。

8.5、柜體的轉運措施：柜體底部采用槽鋼架焊接制成，柜體底部設計考慮鏟車腳板進入位置，方便用戶設備現場安裝搬運。

8.6、柜體頂部安裝防塵、防水頂蓋，柜體底部安裝可撤卸的防塵、防鼠網罩。

8.7、柜體匯流部分采用隔磁措施處理，減少整流柜柜體的附加渦流損耗，提高整機的效率。

8.8、交流電源的進線方式：交流電源從柜體側面進入整流柜，或由用戶指定。

8.9、直流輸出母排出線方式：直流輸出母排從柜體后部出線，或根據用戶要求定制。

 

九、觸摸屏控制

1、界面認識                         

本設備開機默認進入手動控制模式界面如，圖1。

 圖1

如需要進入自動控制，請點擊 進行切換,進入自動控制模式界面如，圖2

 

 圖2

在自動控制界面，若需要進入手動控制界面，請點擊

 

2、手動控制下的操作

1）.使用手動控制時請確保在手動控制界面，如圖1，若不是請點擊,切換到手動界面。并確保手動界面中顯示手動狀態，如圖3

  圖3

2）.穩壓工作，請點擊設定電壓后的方框，輸入需要的電壓，點擊設定電流后的方框，輸入本設備的最大電流。點擊，此時停止狀態變為， 

同時設備輸出需要的電壓。

3.穩流工作，請點擊設定電壓后的方框，輸入本設備的最大電壓，點擊設定電流后的方框，輸入需要的電流。點擊，此時停止狀態變為， 

同時設備輸出需要的電流。

4.停止，點擊，此時啟動狀態變為，同時設備停止輸出。

 

3、自動動控制下的操作

1.使用手動控制時請確保在手動控制界面中顯示,若不是請點擊 進行切換（啟動狀態下不能切換，請停機后切換），然后點擊 

進入自動控制頁面，如圖2.

2.設置參數，點擊自動控制界面中的 進入工藝設定界面，如圖4

  圖4

設置好參數，點擊,返回自動控制界面，然后點擊 設備就會按照用戶的意圖，自動輸出需要的電壓，電流。
如果需要恒壓工作請將電流設為最大，如果按照圖5設置的話，本設備的工作過程為：

用200秒時間，設備從0V上升至200V，然后用100秒的時間從200V上升至1000V，然后用20秒時間從1000V下降至0V，然后用50秒時間從0V上升至1800V，然后保持1800V不變持續40秒，最后停止。

 圖5

如需要恒流請將電壓設為最大，如果按照圖6設置的話，本設備的工作過程為：

用100秒時間，設備從0A上升至200A，然后用200秒的時間從200A上升至500A，然后用50秒時間從500A下降至0A，然后用30秒時間從0V上升至300A，然后保持300A不變持續80秒，最后停止。

 圖6