Usměrňovač je základním vybavením závodu na výrobu elektrolytického hliníku. Jakmile je uveden do provozu, není již povoleno vypnutí. Tento článek se zaměřuje na aplikaci rychlých pojistek ve vysoce výkonných usměrňovacích zařízeních v průmyslu elektrolytického hliníku.
1 Úvod
Rychlá pojistka s vysokými parametry se používá hlavně pro ochranu vysoce výkonných polovodičových zařízení. Typickým polovodičovým zařízením tohoto typu je vysoce výkonný usměrňovač, který využívá diody nebo tyristory k přeměně střídavého proudu na stejnosměrný. Existuje mnoho průmyslových aplikací usměrnění vysokého výkonu a tento článek zmiňuje pouze některé z nich.
2. Aplikace vysoce výkonných usměrňovačů
Elektrolýza hliníku Kovový hliník se vyrábí hlavně elektrolýzou. Mnoho továren na výrobu hliníku ve světě rozšiřuje svůj výrobní rozsah, aby zlepšily efektivitu a uspokojily poptávku trhu po hliníku. Proces elektrolýzy hliníku spočívá v tom, že oxid hlinitý (Al2O3) prochází v elektrolyzéru elektrolytickou reakcí za vzniku hliníku a kyslíku: 2 Al2O3+3C→4Al+3CO2
Elektrolytický článek je velká a mělká ocelová nádrž s uhlíkovou vrstvou na vnitřní straně. Různé elektrolytické články jsou elektricky zapojeny do série. V každém elektrolytickém článku proudí stejnosměrný proud do elektrolytu roztaveného oxidu hlinitého přes grafitovou anodu a poté vytéká uhlíkovou katodou, která vystýlá elektrolytický článek, a vstupuje do anody dalšího elektrolytického článku a tak dále. Působením elektrického proudu se kyslíkový prvek v oxidu hlinitém odděluje a kombinuje s uhlíkem v horní části elektrolytického článku za vzniku oxidu uhličitého a kapalný hliník se ukládá na dně elektrolytického článku.
Elektrolýza chloru Chlor se obvykle získává elektrolýzou solanky a současně se vyrábí vodík a louh sodný. K výrobě jedné tuny chlóru je potřeba asi 4000 stupňů elektřiny. Stejnosměrný procesní proud požadovaný pro proces elektrolýzy chloru je mezi 300-350 kA a požadované DC napětí může dosahovat až 1000 V DC.
DC elektrická oblouková pec Mnoho velkých moderních oceláren používá DC elektrické obloukové pece k tavení recyklovaného ocelového šrotu. Výhody použití DC elektrické obloukové pece jsou velká výrobní kapacita, vysoká efektivita výroby a nízká hlučnost. Procesní proud elektrické obloukové pece pro tavení železa a oceli je asi 100 kA a napětí je obecně vyšší než 1000 V DC. Proces elektrolýzy je obecně čistý a kontinuální zátěžový proud protéká polovodičem a pojistkou. Použití elektrických obloukových pecí je různé. Charakteristiky jejich výrobního procesu způsobují, že zatěžovací proud má často závažné pulzní složky, takže při výběru polovodičů a pojistek je vyžadován velmi pečlivý výpočet a ověření.
Grafitová pec K výrobě mnoha produktů z grafitu, jako jsou elektrody, se také používá pec na stejnosměrný proud. Typické parametry procesu jsou: napětí obecně není vyšší než 300 V a proud může dosahovat až 160 kA. Tavení jiných kovů Procesní proudy při výrobě kovů, jako je měď, zinek, olovo, nikl a kadmium, musí být rovněž generovány vysoce výkonným rektifikačním procesem.
