一、可控硅电解整流器概述

本技术设计方案适用于晶闸管整流稳压稳流电源的技术设计规范要求，该整流装置由6套整流装置组成，单套整流装置采用六相交流供电,由12只可控硅组成1组六相整流电路组成，形成六相整流调压调流,滤波电抗器滤波，通过控制及触发电路对这组可控硅整流电路控制输出直流，输出低纹波的直流电源提供给负载工作。电源具有恒压稳流输出控制功能。系统保护功能完善，主控制器采用本公司自主研发的第四代晶闸管触发板，调节控制精度高，正负脉冲对称度好。系统保护功能完善、抗干扰能力极强，可靠性高。操作简洁、人性化设计，自动化程度高，电源的设计和制造遵循IEC国际电工相关技术标准和国家相关行业技术标准。

二﹑电源规格型号意义

 

 

三﹑直流电源引用的技术标准
3.1 GB/T14549-1993　       《电能质量公用电网谐波》

图43.2 IEC－60529　　　　     《国际电工标准》

3.3 IEC－60146　　　　     《国际电工标准》

3.4 JB/T8740－98　　       《电化学用整流器》

3.5 ZBK16 006-88            《电化学用整流器》

3.6 JB/T 7626-94            《反向阻断三极晶闸管测试方法》

3.7  GB13539.4-92           《低压熔断器半导体器件保护用熔断器的补充说明》

3.8  GB/T 13422-92          《半导体电力变流器电气试验方法》

3.9 GB/T3859.1-93          《半导体电力变流器、基本要求和规定》

3.10 GB50054-95             《低压配电设计规范》

3.11 GB50052-95             《供配电系统设计规范》

3.12 GB50055-93             《通用用电设备配电设计规范》

3.13 GB50217-2007           《电力工程电缆设计规范》

3.14 GB50058-92             《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》

3.15 HG/T 20511－2000       《信号报警、安全联锁系统设计规定》

3.16 IEC146-1               《半导体变流器、一般要求和电网换流变流器》，

3.17 GB/T3859.2-93           《半导体电力变流器、应用导则》

3.18 GB4208             《外壳防护等级的分类》，

3.19 GB3836.1               《电气装置安装工程、电气设备交接试验标准》

3.20 GB 191                  《包装储运标志》

注:以上标准均执行最新版本,设备的其他要求按相应国家标准。

 

四﹑直流电源环境使用条件

4.1、 安装地点：户内安装 ；

4.2、 环境工作温度：-20℃～+40℃；最高年平均温度：26℃； 最高日平均温度：40℃；日平均温差：26℃ 。

4.3、 相对湿度：15～85%R；

4.4、 海拔高度：小于1500米 ；

4.5、 使用环境：无剧烈振动和冲击以及垂直倾斜度不超过5%的场所；　耐地震能力:           地面水平加速度0.2g；地面垂直加速度0.1g。

 

五﹑整流电源主电路电气原理图

  

六﹑直流电源技术参数

6.1、交流供电电压：380VAC±10%，频率～50HZ±1HZ；

6.2、具有稳流、稳压控制功能，可根据用户工艺需要自动切换；

6.3、操作方式：本机触摸屏；

6.4、稳流稳压控制精度≤±1%；

6.5、输出控制方式：直流稳压稳流工作 ；

6.6、额定直流输出功率：300KW;

6.7、额定直流输出电压：0-60V

6.8、额定输出电流：0-5000A

6.9、换向方式：不换向

6.10、换向时间：3S-99h任意设定

6.11、正反工作时间：单独设定

6.12、直流纹波系数：≤4.2%（额度负载电流状态下）；

6.13、稳压稳流精度优于1%；

6.14、滤波方式：滤波电抗器滤波；

6.15、源效应：±0.5%（电网电压波动-10%——+10%范围）；

6.16、负载效应：±0.5%（负载波动-10%——+10%范围）；

6.17、控制系统具有软启动/软给定控制功能，软给定时间可在0-200S范围可整定（定格3S）；

 

6.18、负载等级：I级；

6.19、整流装置可在电网电压波动±10%范围内正常工作，负载波动20%～100%范围内长期稳定工作；

6.20、整流调压方式：整流变压器二次侧六脉波晶闸管整流，移相调压（精细调节）；

6.21、调压范围：输出电流、电压连续可调，稳定运行；

6.22、控制方式：

a)本机操作方式：稳压/稳流控制，电压/电流闭环工作；

b)远程操作方式：远程上位机操作（选配）；

6.23、整流器的输出电流/电压稳定安全运行工作区域曲线：每个档位的半电压以上可输出满载电流，工作曲线如下图所示。

 

6.24、冷却方式： 风冷。

6.25、晶闸管触发调节控制器：双闭环调节控制系统，大板控制模式,触发脉冲不对称度≤1°，移相无级调节 。系统控制精度高,抗干扰能力强,无须触发脉冲对称度调整，维护更换简单快捷；

6.26、整流器的工作效率：≥80%；

6.27、整流器主要显示量：直流输出电压、直流输出电流、状态、时间等；

6.28、柜内载流铜母排电流密度：交流进线铜排、整流臂及汇流铜排电流密度≤2.5A/mm2，母线均为优质铜材；

6.29、柜体防磁化结构处理：柜体骨架的关键部位采用不导磁钢板弯曲焊接制成，避免柜体因磁场引起的涡流附加发热损耗；

6.30、交流电源缺相保护：当交流进行电源缺相时，缺相保护继电器动作，相应指示灯亮，同时封锁晶闸管触发脉冲；

6.31、温度检测保护：在整流变压器、晶闸管元件、硅整流元件、汇流母排上均安装有温度过高保护热继电器，当这些检测点的温度超过其温度保护值时，相应指示灯亮，提醒操作值班人员注意，同时封锁晶闸管触发脉冲；

6.32、输出电流限制保护：当直流输出电流达到其限流流整定值时（100In），输出电流被自动限制在限流保护动作值上，相应指示灯亮；

6.33、输出过流保护：当直流输出电流超过其过流整定值时，过流保护动作，封锁晶闸管触发控制脉冲，相应指示灯亮；

6.34、整流电源系统外部故障保护：当电源意外的其它试验系统故障发生时，可由外接—程控常开触点至控制器，封锁晶闸管触发脉冲，禁止整流器输出；

6.35、整流器具有完善的保护功能，能防瞬时冲击和带载启停；

6.36、整流变压器绝缘等级：H级绝缘，工作温升小于85℃；

6.37、整流器主要低压电气元件均选用知名公司产品；

6.38、柜内控制回路使用的控制导线全部采用BVR多芯软铜导线，线的端头均具有接线标号（带线标）。不同电压等级回路的连接导线（动力电缆和控制电缆）均需严格分开敷设，互不干扰影响；

6.39、机柜具有保护接地铜母排，保证电源安全可靠接地；

6.40、柜内主要元器件均标明器件代号，与图纸器件代号完全一致；

6.41、柜体工艺结构：柜体采用国标冷板高压静电喷涂工艺制作，可在酸、碱等强腐蚀的环境下长期保持良好。

6.42、柜体防护等级：IP21；

6.43、外形尺寸（W*D*H）：1800×1500×2200（参考尺寸）

6.44、重量：3000Kg±10%

 

七、整流电源主控制器技术性能特点说明

7.1、框图

 

7.2、控制器具有如下技术性能特点：

1 )宽工作电压范围，+20%～-40%能正常工作；

2 )同步隔离采样抗干扰能力强；

3 )超前式滞后30℃同步，方使双脉整流；

4 )全固态触发不受脉冲宽度限制，可设置120°宽脉冲，30℃双脉冲的脉冲列；

5 )有三路可编程软给定，三路反馈信号输入，一路瞬停，一路缓停，一路封锁，三种启停模式；

6 )具有扩展接口，可方便实现无器件串并联；

7 )移相分辩率：线性无级调节 ；

8 )眿冲不对称度：触发眿冲不对称度≤1°；

9 )触发脉冲：触发晶闸管的前沿陡度≥1A/μs；晶闸管门极功耗小，眿冲前沿电流幅值1.5A

10 )采用7KHZ的脉冲列调制技术，强触发脉冲，脉冲间隔60度的双脉冲列，确保并联的多只晶闸管元件被有效同时触发导通；

11 )控制精度≤0.5%；

12 )控制器的触发脉冲移相范围0～170°，脉冲特性一致可靠性高，脉冲不对称度≤1°，前沿陡，上升速率<1A/1μs，有效降低晶闸管开通损耗；

13 )控制器具有完善的电流反馈信号故障监视保护功能，即直流电流反馈信号丢失时，稳流控制系统自动转入交流反馈，两种反馈互为热备用（电流反馈信号取自直流大电流传感器或整流变压器电流互感器）；

14 )控制器具有可设定的0-200mS软启动/软给定控制功能,线性度优于1%；

15 )控制器具有恒定电流、恒定电压、恒定功率等控制功能。

 

 

八、整流电源柜体工艺结构

8.1、整流柜柜体采用热镀锌角钢，优质冷板数控折弯、冲孔、焊接加工制作。

8.2、柜体表面喷塑，颜色RAL7035（也可由用户指定），柜体前后开门，侧板为可拆式，柜体结构简洁，外形美观大方，方便维护、维修 。

8.3、柜体框架厚度不小于2mm，柜门厚度不小于1.5mm,侧面板厚度不小于1.5mm。

8.4、柜体的起吊措施：柜体顶部安装四个吊环，方便用户设备现场安装起吊及搬运。

8.5、柜体的转运措施：柜体底部采用槽钢架焊接制成，柜体底部设计考虑铲车脚板进入位置，方便用户设备现场安装搬运。

8.6、柜体顶部安装防尘、防水顶盖，柜体底部安装可撤卸的防尘、防鼠网罩。

8.7、柜体汇流部分采用隔磁措施处理，减少整流柜柜体的附加涡流损耗，提高整机的效率。

8.8、交流电源的进线方式：交流电源从柜体侧面进入整流柜，或由用户指定。

8.9、直流输出母排出线方式：直流输出母排从柜体后部出线，或根据用户要求定制。

 

九、触摸屏控制

1、界面认识                         

本设备开机默认进入手动控制模式界面如，图1。

 图1

如需要进入自动控制，请点击 进行切换,进入自动控制模式界面如，图2

 

 图2

在自动控制界面，若需要进入手动控制界面，请点击

 

2、手动控制下的操作

1）.使用手动控制时请确保在手动控制界面，如图1，若不是请点击,切换到手动界面。并确保手动界面中显示手动状态，如图3

  图3

2）.稳压工作，请点击设定电压后的方框，输入需要的电压，点击设定电流后的方框，输入本设备的最大电流。点击，此时停止状态变为， 

同时设备输出需要的电压。

3.稳流工作，请点击设定电压后的方框，输入本设备的最大电压，点击设定电流后的方框，输入需要的电流。点击，此时停止状态变为， 

同时设备输出需要的电流。

4.停止，点击，此时启动状态变为，同时设备停止输出。

 

3、自动动控制下的操作

1.使用手动控制时请确保在手动控制界面中显示,若不是请点击 进行切换（启动状态下不能切换，请停机后切换），然后点击 

进入自动控制页面，如图2.

2.设置参数，点击自动控制界面中的 进入工艺设定界面，如图4

  图4

设置好参数，点击,返回自动控制界面，然后点击 设备就会按照用户的意图，自动输出需要的电压，电流。
如果需要恒压工作请将电流设为最大，如果按照图5设置的话，本设备的工作过程为：

用200秒时间，设备从0V上升至200V，然后用100秒的时间从200V上升至1000V，然后用20秒时间从1000V下降至0V，然后用50秒时间从0V上升至1800V，然后保持1800V不变持续40秒，最后停止。

 图5

如需要恒流请将电压设为最大，如果按照图6设置的话，本设备的工作过程为：

用100秒时间，设备从0A上升至200A，然后用200秒的时间从200A上升至500A，然后用50秒时间从500A下降至0A，然后用30秒时间从0V上升至300A，然后保持300A不变持续80秒，最后停止。

 图6