一、可控硅電解整流器概述

本技術(shù)設計方案適用于晶閘管整流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源的技術(shù)設計規(guī)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(diào)壓調(diào)流,濾波電抗器濾波，通過控制及觸發(fā)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(wěn)流輸出控制功能。系統(tǒng)保護功能完善，主控制器采用本公司自主研發(fā)的第四代晶閘管觸發(fā)板，調(diào)節(jié)控制精度高，正負脈沖對稱度好。系統(tǒng)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(shù)標準和國家相關行業(yè)技術(shù)標準。

二﹑電源規(guī)格型號意義

 

 

三﹑直流電源引用的技術(shù)標準
3.1 GB/T14549-1993　       《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)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(guī)定》

3.10 GB50054-95             《低壓配電設計規(guī)范》

3.11 GB50052-95             《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》

3.12 GB50055-93             《通用用電設備配電設計規(guī)范》

3.13 GB50217-2007           《電力工程電纜設計規(guī)范》

3.14 GB50058-92             《爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》

3.15 HG/T 20511－2000       《信號報警、安全聯(lián)鎖系統(tǒng)設計規(guī)定》

3.16 IEC146-1               《半導體變流器、一般要求和電網(wǎng)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(zhí)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(huán)境使用條件

4.1、 安裝地點：戶內(nèi)安裝 ；

4.2、 環(huán)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(huán)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(shù)參數(shù)

6.1、交流供電電壓：380VAC±10%，頻率～50HZ±1HZ；

6.2、具有穩(wěn)流、穩(wěn)壓控制功能，可根據(jù)用戶工藝需要自動切換；

6.3、操作方式：本機觸摸屏；

6.4、穩(wěn)流穩(wěn)壓控制精度≤±1%；

6.5、輸出控制方式：直流穩(wěn)壓穩(wěn)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(shù)：≤4.2%（額度負載電流狀態(tài)下）；

6.13、穩(wěn)壓穩(wěn)流精度優(yōu)于1%；

6.14、濾波方式：濾波電抗器濾波；

6.15、源效應：±0.5%（電網(wǎng)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(tǒng)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(wǎng)電壓波動±10%范圍內(nèi)正常工作，負載波動20%～100%范圍內(nèi)長期穩(wěn)定工作；

6.20、整流調(diào)壓方式：整流變壓器二次側(cè)六脈波晶閘管整流，移相調(diào)壓（精細調(diào)節(jié)）；

6.21、調(diào)壓范圍：輸出電流、電壓連續(xù)可調(diào)，穩(wěn)定運行；

6.22、控制方式：

a)本機操作方式：穩(wěn)壓/穩(wěn)流控制，電壓/電流閉環(huán)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(wěn)定安全運行工作區(qū)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(fā)調(diào)節(jié)控制器：雙閉環(huán)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，大板控制模式,觸發(fā)脈沖不對稱度≤1°，移相無級調(diào)節(jié) 。系統(tǒng)控制精度高,抗干擾能力強,無須觸發(fā)脈沖對稱度調(diào)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(tài)、時間等；

6.28、柜內(nèi)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(yōu)質(zhì)銅材；

6.29、柜體防磁化結(jié)構(gòu)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(fā)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(fā)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(fā)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(fā)控制脈沖，相應指示燈亮；

6.34、整流電源系統(tǒng)外部故障保護：當電源意外的其它試驗系統(tǒng)故障發(fā)生時，可由外接—程控常開觸點至控制器，封鎖晶閘管觸發(fā)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(chǎn)品；

6.38、柜內(nèi)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(nèi)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(jié)構(gòu)：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(huán)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(shù)性能特點說明

7.1、框圖

 

7.2、控制器具有如下技術(shù)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(tài)觸發(fā)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(xiàn)無器件串并聯(lián)；

7 )移相分辯率：線性無級調(diào)節(jié) ；

8 )眿沖不對稱度：觸發(fā)眿沖不對稱度≤1°；

9 )觸發(fā)脈沖：觸發(fā)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(diào)制技術(shù)，強觸發(fā)脈沖，脈沖間隔60度的雙脈沖列，確保并聯(lián)的多只晶閘管元件被有效同時觸發(fā)導通；

11 )控制精度≤0.5%；

12 )控制器的觸發(fā)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(jiān)視保護功能，即直流電流反饋信號丟失時，穩(wěn)流控制系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)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(yōu)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(jié)構(gòu)

8.1、整流柜柜體采用熱鍍鋅角鋼，優(yōu)質(zhì)冷板數(shù)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(cè)板為可拆式，柜體結(jié)構(gòu)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(cè)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(huán)，方便用戶設備現(xiàn)場安裝起吊及搬運。

8.5、柜體的轉(zhuǎn)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(xiàn)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(wǎng)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(cè)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(jù)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(tài)，如圖3

  圖3

2）.穩(wěn)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(tài)變?yōu)?img alt="" src="/upload/image/20200614/20200614185765916591.png" width="100" height="72" />， 

同時設備輸出需要的電壓。

3.穩(wěn)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(tài)變?yōu)?img alt="" src="/upload/image/20200614/20200614185966876687.png" width="100" height="72" />， 

同時設備輸出需要的電流。

4.停止，點擊，此時啟動狀態(tài)變?yōu)?img alt="" src="/upload/image/20200614/20200614190054945494.png" width="100" height="66" />，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(tài)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(shù)，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(shù)，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(xù)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(xù)80秒，最后停止。

 圖6