一種直流電弧爐鎳鐵冶煉整流裝置及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種直流電弧爐鎳鐵冶煉整流裝置及其控制方法，屬于直流電弧爐鎳鐵冶煉相關技術領域。
【背景技術】
[0002]在鎳鐵冶煉應用的三相交流電弧爐，其功率在5000KVA以上，電流在15000A以上，如此巨大的電流攜帶的諧波會對電網造成巨大的沖擊，而且冶煉過程當中流過三相電極的電流幅值不穩定，需要不斷調節電極的高度，在實際使用時，需要消耗大量的時間而且需要使用者不同的調節電極的高度，使用起來費工費時。巨大的電流對電網造成巨大的沖擊和中流過三相電極的電流幅值不穩定決定了這樣的裝置在運行時穩定性能較差。

【發明內容】

[0003]為了解決上述技術問題，本發明專利提供了一種直流電弧爐鎳鐵冶煉整流裝置及其控制方法，設置有直流電弧爐爐內溫度傳感器，Zigbee低功耗無線傳輸模塊，光耦合器，大功率晶閘管整流橋，數字控制器，交流電壓傳感器，交流電流傳感器，通過數字控制器對監測到的數據進行分析和處理，通過光電耦合器控制晶閘管的通斷，解決了現有技術中存在的耗時耗力和穩定性能差的技術問題。
[0004]為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是:一種直流電弧爐鎳鐵冶煉整流裝置，其特征在于:溫度傳感器設置在電弧爐上將檢測到的爐內溫度傳輸給zigbee無線數據采集傳輸模塊I，zigbee無線數據采集傳輸模塊I的數據輸出端上連接有數字控制器，晶閘管整流橋連接在電弧爐上，在晶閘管整流橋上連接有電壓電流檢測模塊，電壓電流檢測模塊將檢測到的數據通過zigbee無線數據采集傳輸模塊I傳輸到數字控制器上，在數字控制器的信號輸出端連接有光電耦合器I，光電耦合器I的另一側連接在晶閘管整流橋上；三相高壓變壓器的二次側連接在晶閘管整流橋上，一次側與三相交流母線相連，在三相交流母線上并聯有濾波單元，光電耦合器II的一側與濾波單元相連，另一側與數字控制器相連。
[0005]所述的濾波單元由若干組濾波電路并聯組成，每組濾波電路由電阻、電容和晶閘管串聯組成。
[0006]所述的濾波電路上設置有熔斷器。
[0007]所述的晶閘管整流橋由三組兩兩串聯的晶閘管并聯組成。
[0008]一種直流電弧爐鎳鐵冶煉整流裝置的控制方法，其特征在于:
1)、檢測電弧爐的爐內溫度和晶閘管整流橋的電壓、電流數據:
la)、利用溫度傳感器得到爐內溫度，將爐內溫度通過zigbee無線數據采集傳輸模塊I傳送到數字控制器；
lb)、利用電壓電流檢測模塊得到晶閘管整流橋的電壓、電流數據，通過zigbee無線數據采集傳輸模塊I傳輸到數字控制器；
2)、通過數字控制器對檢測到的溫度和電壓、電流數據進行比較分析: 2a)、以設計溫度和設計電壓為基準值，將檢測到的實時溫度轉化為實時電壓，將實時電壓與設計電壓進行比較，若一致則直接執行步驟3);若不一致，計算實時電壓與設計電壓之間的實時電壓差值，將實時電壓差值與電壓電流檢測模塊檢測到的交流電壓峰值帶入到空間電壓矢量控制PWM算法中，計算得到新的整流橋開關時刻；
2b)、將新的整流橋開關時刻值通過數字控制器作用到光電耦合器I上，通過光電耦合器I控制晶閘管整流橋中晶閘管的通斷狀態和通斷時刻；
3)、數字控制器將電壓電流檢測模塊得到的總諧波量與各次諧波比例進行比較計算，如果一頻率下的諧波在總諧波量中的比例小于2%，則該頻率的濾波并聯支路斷開，數字控制器輸出高低電平信號給光電耦合器II，通過光電耦合器II控制濾波電路中晶閘管的通斷。
[0009]濾波單元中的各組并聯的濾波電路用來濾除6k±l (k=l，2，3)次諧波，在濾波電路中加入熔斷器作為過流保護。
[0010]本發明專利的有益效果在于:本發明專利采用上述結構，設置有直流電弧爐爐內溫度傳感器，Zigbee低功耗無線傳輸模塊，光耦合器，大功率晶閘管整流橋，數字控制器，交流電壓傳感器，交流電流傳感器，通過數字控制器對監測到的數據進行分析和處理，通過光電耦合器控制晶閘管的通斷，解決了現有技術中存在的耗時耗力和穩定性能差的技術問題。本發明提供了一種高效率的新型整流裝置及其控制方法，在節約成本，提高整流效率，以及裝置可靠性等方面均有較大優勢。
【附圖說明】
[0011]圖1:為本發明的電路原理圖。
[0012]圖2:為本發明的控制方法流程圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖對本發明專利作詳細描述。
[0014]如圖1所示的一種直流電弧爐鎳鐵冶煉整流裝置，結構為:溫度傳感器2設置在電弧爐I上將檢測到的爐內溫度傳輸給zigbee無線數據采集傳輸模塊13，zigbee無線數據采集傳輸模塊13的數據輸出端上連接有數字控制器4 ;晶閘管整流橋5連接在電弧爐I上，在晶閘管整流橋5上連接有電壓電流檢測模塊6，電壓電流檢測模塊6將檢測到的數據通過zigbee無線數據采集傳輸模塊17傳輸到數字控制器4上，在數字控制器4的信號輸出端連接有光電耦合器19，光電耦合器19的另一側連接在晶閘管整流橋5上；
三相高壓變壓器10的二次側連接在晶閘管整流橋5上，一次側與三相交流母線相連，在三相交流母線上并聯有濾波單元11，光電耦合器Π12的一側與濾波單元11相連，另一側與數字控制器4相連。濾波單元11由六組濾波電路并聯組成，每組濾波電路由電阻、電容和晶閘管串聯組成。在濾波電路上串聯有熔斷器8，起到過流保護的作用。
[0015]晶閘管整流橋5由三組兩兩串聯的晶閘管并聯組成。
[0016]一種直流電弧爐鎳鐵冶煉整流裝置的控制方法，其步驟為:
I)、檢測電弧爐I的爐內溫度和晶閘管整流橋5的電壓、電流數據:
la)、利用溫度傳感器2得到爐內溫度，將爐內溫度通過zigbee無線數據采集傳輸模塊13傳送到