יישום של Thyristors ב Electric Arc Furnace Power Control for Steel Manufacturing

שרידים קשתיים חשמליים (EAFs) הם עמוד השדרה של ייצור פלדה מודרני, המציע נתיב גמיש, יעיל, וזמין יותר ויותר פלדה באיכות גבוהה.בניגוד לפעולות זעם מסורתיות הפיצוץ הנשען על קוקה ואור ברזל, EAFs להמיס פלדה או ישירות מנקה ברזל באמצעות אנרגיה.

הבנת ה-Taristors: The Core Switching

Thyristor הוא ארבעה שכבות, שלושה מוליכים למחצה של צומת פונקציות כמו מתג דו-פעף. זה יכול להיות מופעל מצב של ריכוז גבוה (off) למדינה בעלת השפעה נמוכה (on) על ידי יישום של הדופק הנוכחי קצר חיובי לטרמינל שלה, אך לאחר ביצוע, המחוקק נשאר תקוע עד זרם-הטווח האחרון מתחת לסף הנוכחי, בדרך כלל, אשר משמש את החלק הראשון של ה-acetextextextextextative של שליטה על ידי ה-the כוח הנוכחי.

בהשוואה למכשירים אחרים של כוח מוליכים למחצה כמו טרנסיסטורים כוח או חומרים דו קוטביים (IGBTs), Thyristors מציעים יתרונות נפרדים עבור יישומים אולטרה-גבוהים כוח, הם יכולים להתמודד עם זרמי עלייה גבוהה מאוד (פעמים רבות הדירוג הנוכחי עבור משך זמן קצר) לעמוד במתחים גבוהים יותר עם אובדן תפעול מינימלי שלהם - דופק יחיד כדי להפוך, ללא צורך באסטרטגיות של תפקוד חשמליות; עם תכונות מורכבות שלך.

בקרת הכוח מבוססת Thyristor ב Electric Arc Furnaces

כיצד פועל בקרת כוח

במערכת חשמל טיפוסית של EAF, אספקת מתח גבוה (לעיתים קרובות 33-220 kV) מופרש על ידי מהפך מערכת פרווה למתח נמוך יותר (בדרך כלל 400-1,200 V) בשלב גבוה מאוד.המשני המהפך מחובר לשלושת האלקטרומות באמצעות מערך של כורים ובקר כוח מבוסס על ידי Thyristor.

היחסים בין זווית הירי לבין מתח הפלט אינם ליניאריים.עבור זוג יחיד-phase thyristor (back-to-back SCRs), מתח הפלט הממוצע משתנה עם cosine של זווית הירי.בתצורה תלת-phase, בדרך כלל מחזור גשרשש-פולס מתאים יותר של לחץ אווירי או בקר AC עם מברשות מקבילים שונים בשלב, הבקר חייב לסנכרן שערים עם תדרים מתקדמים, כאשר הוא מכווץ זמן קצר יותר, כאשר הוא מנקה את הלחץ הנוכחי, הוא איטי יותר, הוא איטי יותר, לחץ על גבי מערכת ההפעלה, או מנקה, כאשר הוא איטי יותר, לחץ אווירית לחץ אווירית לחץ אווירית לחץ אווירית לחץ אווירית לחץ אווירית לחץ אווירית לחץ אווירית, הוא איטי יותר, הוא איטי יותר, או מנקה, ללא הרף, או מנקה, הוא איטי יותר, עם נזלת לחץ אווירי, כאשר הוא איטי יותר, כאשר הלחץ הנוכחי, הוא איטי יותר, עם נזלת לחץ אווירית לחץ אווירושבת לחץ אווירית לחץ אוויר קבוע, עם מפונקציה אלקטרו-זמנית של לחץ אווירית לחץ אווירית לחץ אווירית לחץ אווירית לחץ אווירית לחץ אווירית, הוא איטי יותר, ללא לחץ אווירית לחץ אווירית לחץ אוויר

ביקורת על EAF Power Control

כמה תצורות מעגליות של Thyristor משמשים במתקנים של EAF.הנפוץ הנפוץ ביותר הוא הבקר של מתח FLT:0AC מתח מעבדים ב-FLT:1, שבו שני אריסטוקרטים מקבילים ממוקמים בסדרה עם כל שלב של ה-FLT: העליון או משני.על ידי שליטה בזווית האש מ 0 עד 180 מעלות, המתח RMS מועבר לפרונקנציה יכול להיות מוסדר כמעט ללא השפעה נמוכה על ידי ירידה של כוח רגיל זה, אך ורק עלות נמוכה יחסית, אך ורק עלות גבוהה יותר מאשר עלות גבוהה יותר מאשר עלות גבוהה.

טופולוגיה חלופית היא המחודשת:0 (הכוללת) עם מעגל DC פרווה (Dyruce) 1LT), שבו אספקת AC היא הראשונה שניתנת ל- DC באמצעות גשר מחוקק, ולאחר מכן ניזינה לכבש באמצעות כור חלק DCAF, אשר פועל על ידי מערכת מסחר גדולה יותר, עם זאת ניתן לשלוט באופן עצמאי על קו AC, ועוזר לייצב את קשת גבוהה יותר, בתנאי חשמל מורכבים יותר, ולהפחית את הפחתת כוח, וצריכת דלק (מחץ) יותר, יותר, יותר, יותר, יותר, כלומר, יותר, יותר, קרינת אלקטרו-ליקויריד, יותר, יותר, יותר, קיבולת גבוהה יותר, יותר, קרינת אבטחה גבוהה יותר, יותר, יותר, עם קיבולת נמוכה יותר, עם קיבולת גבוהה יותר, עם קיבולת נמוכה יותר, עם השפעה נמוכה יותר, עם קרינת מסחר, עם קיבולת נמוכה יותר, עם זאת, עם קיבולת נמוכה יותר, עם קיבולת נמוכה יותר, עם קיבולת גבוהה יותר, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם כוח, עם השפעה נמוכה יותר, יעיל יותר, יעיל יותר, עם זאת, יעיל יותר, עם זאת, עם זאת, יעיל יותר

Thyristor Stacks and Cooling Systems

זרמי הליטוש בתקופות של עשרות קילו-מפרס דורשים מתלמידי חג המולד להיות מחוברים במערךים מקבילים.כל אחד מהמרוץ מדורג למתח הפוך של כמה קילובולטים וזרם מתמשך של כמה קילו-מונים.כדי להשיג את היכולת הנדרשת עבור Eunds - אשר עשוי למשוך 100 kA או יותר - לגרום למספר רב של שלך ב במקביל על חלוק חום, לעתים קרובות יכול להיות מעורבב ערימה של מחסנים של מחסנים קצרים;

היתרונות של בקרת Thyristor ב- EAFs

אימוץ של בקרת כוח מבוססת על חג המולד הביא יתרונות רבים ליצרניות פלדה, השפעה ישירה על יעילות תהליכים, איכות המוצר ועלות התפעולית.

  • (FLT:0)Precise Power RegulationFLT:1: בקרת פירינג מאפשרת התאמה טובה של כוח מכמעט אפס לתפוקה בדירוג מלא.דיוק זה מאפשר למפעילים לייעל את פרופיל ההמיסה עבור ציונים שונים, למזער יתר, ולהפחית את צריכת האנרגיה האופיינית לשיפור של 5 עד 10% בהשוואה להחלפת חומרים ישנים יותר או בקרת כורים הם בדרך כלל.
  • (FLT:0) תגובה דינמית תגובה FLT:1: בקרים Thyristor יכול לשנות את הכוח שנמסר לקשת בתוך מחזור יחיד (16–20 מ"ס עבור 50 / 60 הרץ מערכות) תגובה מהירה זו לחות החוצה את ההסתברות קשת הנגרמת על ידי שריטות מערות, תנועת אלקטרודה או מתחים. arc יציבה מפחיתה flicker על השירות, רעשים נמוכים יותר, ופרקים חיים מצטמצם.
  • (FLT:0) אי-יעילות גבוהה והפסדים נמוכים (FLT:1): Thyristors יש טיפות מתח קדימה בדרך כלל בין 1.0 ל-1.8 V בדירוג הנוכחי.הפסדים באלקטרוניקה הכוח הם חלק קטן מכוח הכבש הכולל (לעתים קרובות מתחת ל-0.5%) ניגודים אלה עם שיטות ישנות יותר כגון כורים שיש להם ברזל משמעותי והפסדים נחושת.
  • (FLT:0) לחנך אלקטרודה צריכת אלקטרודה 1:1; שליטה הדוקה יותר של קשת מפחיתה את המשקעים הנוכחיים הלא-זהירים שגורמים לתוספת אלקטרודה מוגזמת ללבוש. גרף אלקטרודהיט הוא עלות בולטת משמעותית בפעילות EAF; שיפורים של 5-15% בצריכת אלקטרודה הם בעלי ערך עם רגולציה של Thyristor.
  • (FLT:0)Imrovated Power FactorFLT:1: בקרים Thyristor ניתן לשלב עם קידודים סטטיים של ראס (SVCs) או מסננים פעילים כדי לתקן את גורם הכוח המתפתל שנגרם על ידי התגובה הפרוות.
  • (FLT:0) תהליך החזרה על אחריות מחדש של הפונקציה:1: בקרה דיגיטלית מאחסנת פרופילים מדויקים של כוח עבור ציונים שונים פלדה, הבטחת תנאים תרמיים ומתכתיים עקביים מחום לחום.

אתגרים ואסטרטגיות מייגציה

למרות היתרונות שלהם, מערכות מבוססות על חג המולד מציגות אתגרים שיש לטפל בהם בתכנון ובניתוח.

זלזול הרמוני

מעגלים של Thyristor בשלב מבוקרים מייצרים זרמים הרמוניים אשר זורמים בחזרה לרשת השירות.ההרמוניה הדומיננטית היא החמישית, השביעית, 11th, ו-13th, עם גודלות תלויות בזווית הירי.בתפוקה נמוכה של כוח (זוויות ירי גבוהות), תוכן הרמוני עולה באופן משמעותי.

  • (FLT:0) מסננים הרמוניים פסיביים (FLT:1: Tuned LC מסננים בתדרים הרמוניים דומיננטיים, לעתים קרובות בשילוב עם מסנן גבוה.
  • (FLT:0)12-pulse או תצורות גבוהות יותר של כפייה (FLT):1: באמצעות שני גשרים שש-פולסים שהוחלפו על ידי 30 מעלות, מערכות הרמוניות מסוימות מבטלות.
  • (FLT:0) פילטרים של כוח מנגנוני כוח אקטיביים:1: מעכבי IGBT מבוססי IGBT מזרקים הרמוניות נגד-phase כדי לבטל עיוות דינמי.

כוח תגובתי ו-Flicker

ניתוח EAF גורם תנודות מהירות בביקוש כוח תגובתי עקב אי יציבות קשת.תנודות אלה בולטות כמו מתח flicker על רשת השידור, מטריד צרכנים אחרים. Thyristor מבוסס בקרים, תוך שיפור יציבות, עדיין לייצר וריאציות varactive.הפתרון הוא להתקין ריצוף סטטי וראווה (SVC) או קידוד סטטי (STATCOM) ליד תנורי זמן חטוף ו-Scapsive שלך (Scapsive) משתמש ב-R.

אלקטרומגנטי הבין-לאומית (EMI)

המעבר המהיר של זרמים גבוהים מייצר רעש אלקטרומגנטי שיכול להשפיע על מערכות מכשירים אלקטרוניות ותקשורת סמוכים.מגן נכון, קרקע, והשימוש מעגלים עצביים נחירות (רשתותRC) בכל אחד מהמסטרד להפחית את הלחץ dv/dt ו/dtt ו/dttt כאשר מדכאים פליטות קורנות.בנוסף, מנהלי שער ה- Thyristor חייבים להיות מבודדים מבחינה חשמלית ממערכת הבקרה כדי למנוע התערבות משותפת.

יישום ושיקולי תכנון מערכת

הגדלת בקר כוח של Thyristor לתוך EAF דורש הנדסה זהירה על פני תחומים מרובים.ערמת thyristor חייב להיות ממוקם קרוב ככל האפשר כדי להפוך את פרנce למזער טיפות מתח אינדוקטיביים בכבלים עתירי גבוה. Busbars הם לעתים קרובות פרמטרים אוויריים מבודדים או מים-קומדומים.מערכת הבקרה כוללת בקר לוגי (CPL) או מעבד דיגיטלי (Dexing) אשר מתואמים באופן אוטומטי את האלגוריתמים לאלגוריתמים.

מערכות הגנה הן קריטיות. Over Current Detection, overloads תרמיות, ופתיחות מהירות מגן על האריסטוקרטים מפני תנאים פגומים. מעגל crowbar (קיצור של Thyristor או breaker) יכול להסיט במהירות את הזרם במקרה של תקלה או כישלון נסיעה.מכיוון שאנשיך יכולים להיות מושמדים על ידי אחד מעומס יתר, ממריצים מכשירים כגון תחמוצת מתכת (MO) כל אחד ממוקם על פני מכשיר (V).

הנציבות כוללת אימות של שלב רוטציה, תזמון השער, ושיתוף נוכחי בין מכשירים מקבילים. המפעילים גם את רווחי לולאה הבקרה כדי להתאים את הדינמיקה של הזעם, לעתים קרובות באמצעות סימולטור לפני ניתוח חי.משימות תחזוקה כוללות בדיקה תקופתית של דליפות מים, הידוק של חיבורי אוטובוסים, ו ניטור של טמפרטורת צומת חג המולד באמצעות חיישנים אופטיים או תרמיים בערימה.

(הופנה מהדף IEC 60747-6 מגדיר את דירוגי ובדיקות של Thyristor, ו- IEEE 519 שולט במגבלות הרמוניות.מספר מתקנים עומדים גם בקודי רשת מקומיים עבור מפוברק ותקנות מתח.עבור דיון טכני עמוק יותר בבחירה ובתיאום הכור, המודולים של IFLT:0EE על כורים הנשלטים על ידי Thyristoofsive 1 מספק מתודולוגיה יעילה ל-FliOS:

מגמות עתידיות ב-EAF Power Control

בעוד שהאריסטוקרטים נשארים דומיננטיים ב-EAFs גדולים, הנוף מתפתח.התקדמות במוליכים למחצה רחבים פסים, כגון סיליקון carbide (SiC) MOSEFTs ו- IGBTs, מציעים תדרי מעבר גבוהים יותר והפסדים נמוכים יותר.עם זאת, דירוגים הנוכחיים שלהם ו rחוספס בסביבה תעשייתית כיום מגבילים אותם ליישומים נמוכים יותר או לסננים פעילים במערכות EAF היברידיות.

מסקנה

Thyristors שינתה את השליטה בכוח הקירור החשמלי מפעולת קוהרזה, מכנית-מוגבלת למערכת רגולציה אלקטרונית מדויקת, מהירה ויעילה מאוד.על ידי מתן התאמה דינמית של מתח ונוכחת עם הפסדים מינימליים, בקרים המבוססים על Thyristor באופן ישיר לשפר את הכלכלה ואת האיכות של ייצור פלדה.הטכנולוגיה ממשיכה להתבגר, עם התקדמות קירור, פעולה במקביל, ופגיעה בצמצום הגבולות עוד יותר עבור יצרני חשמל מודרניים, ולהפחית את עלויות כוח המשיכה למזעריות, ולהפחית את עלויות כוח חיוני של מערכת סביבתית, ולהפחית את עלויות כוח המשיכה להיות מצמצם, ולהפחית את עלויות כוח המשיכה להיות משקף, ולהפחית את עלויות כוח חיוני של מערכת ההפעלה שלך.