Ensretteren er kerneudstyret i det elektrolytiske aluminiumsanlæg. Når den først er sat i drift, er nedlukning ikke længere tilladt. Denne artikel fokuserer på anvendelsen af hurtige sikringer i højeffekt ensretterudstyr i den elektrolytiske aluminiumsindustri.
1 Indledning
Hurtig sikring med høje parametre bruges hovedsageligt til beskyttelse af højeffekts halvlederudstyr. En typisk halvlederenhed af denne type er en ensretter med høj effekt, der bruger dioder eller tyristorer til at konvertere vekselstrøm til jævnstrøm. Der er mange industrielle anvendelser af høj-effekt ensretning, og denne artikel nævner kun nogle af dem.
2. Høj-effekt ensretter applikationer
Aluminiumelektrolyse Metalaluminium fremstilles hovedsageligt ved elektrolyse. Mange aluminiumsfabrikker i verden udvider deres produktionsskala for at forbedre effektiviteten og imødekomme markedets efterspørgsel efter aluminium. Processen med aluminiumelektrolyse er, at aluminiumoxid (Al2O3) gennemgår en elektrolytisk reaktion i elektrolysecellen for at generere aluminium og oxygen: 2 Al2O3+3C→4Al+3CO2
Elektrolysecellen er en stor og lavvandet ståltank med et kulstoflag på indersiden. Forskellige elektrolyseceller er elektrisk forbundet i serie. I hver elektrolysecelle strømmer jævnstrømmen ind i den smeltede aluminiumoxidelektrolyt gennem grafitanoden og strømmer derefter ud gennem carbonkatoden, der forer elektrolysecellen, og kommer ind i anoden på den næste elektrolysecelle, og så videre. Under påvirkning af den elektriske strøm adskilles iltelementet i aluminiumoxidet og kombineres med kulstof i den øvre del af elektrolysecellen til dannelse af kuldioxid, og flydende aluminium aflejres i bunden af elektrolysecellen.
Klorelektrolyse Normalt fås klor ved elektrolyse af saltlage, og brint og kaustisk soda produceres samtidigt. Det kræver omkring 4000 grader elektricitet at producere et ton klor. Den DC-processtrøm, der kræves til klorelektrolyseprocessen, er mellem 300-350kA, og den påkrævede DC-spænding kan være så høj som 1000Vdc.
DC elektrisk lysbueovn Mange store moderne stålværker bruger jævnstrøms lysbueovne til at smelte genanvendt stålskrot. Fordelene ved at bruge DC elektrisk lysbueovn er stor produktionskapacitet, høj produktionseffektivitet og lav støj. Processtrømmen af den elektriske lysbueovn til jern- og stålsmeltning er omkring 100kA, og spændingen er generelt højere end 1000Vdc. Elektrolyseprocessen er generelt ren, og den kontinuerlige belastningsstrøm flyder støt gennem halvlederen og sikringen. Anvendelsen af lysbueovne er anderledes. Egenskaberne ved deres produktionsproces gør, at belastningsstrømmen ofte har alvorlige pulskomponenter, så meget omhyggelig beregning og verifikation er påkrævet ved valg af halvledere og sikringer.
Grafitovn Fremstillingen af mange grafitprodukter, såsom elektroder, bruger også en jævnstrømsovn. Typiske procesparametre er: Spændingen er generelt ikke højere end 300V, og strømmen kan være så høj som 160kA. Anden metalsmeltning Processtrømme i produktionen af metaller som kobber, zink, bly, nikkel og cadmium skal også genereres ved en højeffektsretificeringsproces.
