專利名稱：石墨化電爐的供電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種供電裝置，特別是一種用于炭素行業(yè)的石墨化電爐的恒功率供電裝置。
人造石墨制品的關(guān)鍵工序是石墨化，它直接影響人造石墨制品的質(zhì)量和成本，目前該工序都是在石墨化電爐中進(jìn)行的。這種電爐是將被石墨化的坯料和其間填充的電阻料裝入爐內(nèi)構(gòu)成電阻，由供電裝置饋入低壓大電流直流電流，電流產(chǎn)生焦?fàn)枱?，將坯料加熱?800℃以上的溫度，使坯料由無(wú)定型碳轉(zhuǎn)化為有規(guī)則排列的定型碳即人造石墨。由于碳的電阻溫度系數(shù)為負(fù)值，電爐爐芯的電阻R在加熱過(guò)程中隨爐溫上升而急劇下降，起始爐阻R0為終爐爐阻Rf的15－25倍，見(jiàn)附圖3。電爐供電裝置采用低壓大電流整流裝置，例如公告號(hào)為CN2050664U的實(shí)用新型專利說(shuō)明書(shū)中所公開(kāi)的整流裝置，它包括一個(gè)整流變壓器和一個(gè)整流裝置。電爐送電開(kāi)始，爐阻R0較大，需要較高的整流輸出電壓V20，參見(jiàn)圖4，產(chǎn)生相應(yīng)的電流I20和功率P0。由于坯料加熱不能太快，所以功率P不能太大，并需要逐步增大。隨爐溫上升，爐阻R逐步下降，I2逐漸加大。在此過(guò)程中要降低供電裝置的輸出電壓U2，以控制爐溫的上升速度。當(dāng)電流達(dá)到最大電流I2m時(shí)，電爐的輸入功率達(dá)到最大值Pm。受最大電流限制，需要降低電壓U2以保持I2＜I2m，而此時(shí)電爐的輸入功率將會(huì)下降，整個(gè)供電過(guò)程中的功率P，電流I2和電壓U2的變化如附圖4中曲線所示。
目前這種運(yùn)行方式下，供電裝置僅在很短時(shí)間內(nèi)滿足荷運(yùn)行，在供電的中后期，電爐需要大功率，而供電裝置的輸出功率卻不足延長(zhǎng)了供電時(shí)間，使電爐半身的熱損耗及產(chǎn)品的電能消耗增加，并且電爐和供電裝置的能力都不能充分發(fā)揮。
為了克服上述缺點(diǎn)，現(xiàn)有技術(shù)中通常采用二套甚至更多相同的供電裝置并聯(lián)為一臺(tái)石墨化電爐供電，這不但需要增加占用電網(wǎng)的供電容量及廠房面積，同樣不能解決上述問(wèn)題。
本實(shí)用新型的目的是提供一種輔助供電裝置，它在石墨化電爐主供電裝置達(dá)到最大功率后，輸出功率開(kāi)始下降時(shí)投入運(yùn)行，用輔助供電裝置的輸出功率彌補(bǔ)主供電裝置的功率下降，使電爐保持恒功率運(yùn)行。
本實(shí)用新型的第二個(gè)目的是提供一種結(jié)構(gòu)緊湊的輔助供電裝置，以便用于現(xiàn)有石墨化電爐供電裝置的設(shè)備改造。
本實(shí)用新型的輔助供電裝置包括一個(gè)開(kāi)關(guān)裝置，其一端可變地連接在原有整流變壓器一次側(cè)調(diào)壓線圈的適當(dāng)抽頭上，一個(gè)輔助整變壓器的一次側(cè)可變地連接在開(kāi)關(guān)裝置的另一端，一個(gè)輔助整流裝置連接在輔助整流變壓器的二次側(cè)，其輸出端與原有整流裝置并聯(lián)連接在向石墨化電爐供電的直流母線上，開(kāi)關(guān)裝置在原有整流裝置的輸出功率達(dá)到最大值后開(kāi)始下降時(shí)閉合，使輔助整流裝置與原有整流裝置并聯(lián)運(yùn)行，用輔助整流裝置的輸出功率彌補(bǔ)原有整流裝置的輸出功率下降，使石墨化電爐保持恒功率運(yùn)行。
上述第二個(gè)目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，采用由多個(gè)萬(wàn)安級(jí)大電流硅整流組合元件構(gòu)成的整流裝置和輔助整流裝置，每個(gè)硅整流組合元件的一端直接安裝在相應(yīng)整流變壓器二次側(cè)的出線端頭上，另一端通過(guò)直流母線與負(fù)載相連。從而可以縮小原有供電裝置的占地面積，利用騰出來(lái)的地方增設(shè)輔助供電裝置，在不增加占地面積的條件下實(shí)現(xiàn)原有設(shè)備的改造。
以下結(jié)合附圖詳細(xì)描述最佳實(shí)施例，其中

圖1是本實(shí)用新型的供電裝置的示意圖；為方便表示，圖中的三相線均用單線表示；圖2是采用輔助供電裝置后的石墨化電爐恒功率運(yùn)行特性曲線；圖3為石墨化電爐爐阻與溫度的關(guān)系曲線；圖4是普通石墨化電爐的運(yùn)行特性曲線；圖5是表示整流變壓器和整流裝置的安裝結(jié)構(gòu)圖。
在圖1中，1表示電源開(kāi)關(guān)，整流變壓器2和整流裝置3構(gòu)成石墨化電爐的主供電裝置，而輔助整流變壓器7和輔助整流裝置8構(gòu)成輔助供電裝置，4表示直流母線，以及6表示開(kāi)關(guān)裝置。
輔助整流變壓器7的額定功率為整流變壓器2額定功率的二分之一或稍高，換句話說(shuō)，例如整流變壓器2的調(diào)壓范圍是180V－40V，輔助整流變壓器7的調(diào)壓范圍就可以是90V－40V，即足以彌補(bǔ)主供電裝置的功率下降。輔助整流變壓器7的調(diào)壓級(jí)數(shù)應(yīng)為整流變壓器2調(diào)壓級(jí)數(shù)的三倍，以便靈活地調(diào)整輔助供電裝置的輸出電壓使之寫(xiě)主供電裝置相適應(yīng)。輔助供電裝置的阻抗電壓應(yīng)比主供電裝置略小，以便二者并聯(lián)運(yùn)行時(shí)合理分配負(fù)荷。輔助整流變壓器7的一次側(cè)通過(guò)開(kāi)關(guān)裝置6可變地連接在整流變壓器2一次側(cè)調(diào)壓線圈的適當(dāng)抽頭上，調(diào)整抽頭位置，可以調(diào)整輔助供電裝置的輸出電壓。
圖2表示電爐的恒功率運(yùn)行特性曲線，如圖所示，當(dāng)主供電裝置的輸出功率P1達(dá)到最大值Pm后開(kāi)始下降時(shí)，使輔助供電裝置投入運(yùn)行，以后者的輸出功率彌補(bǔ)前者由于整流輸出電壓U2下降引起的功率下降，使饋入電爐的總功率P＝P1＋P2保持恒定，其中P2為輔助供電裝置的輸出功率。圖2中I21為整流裝置3的輸出電流，I22是輔助整流裝置8的輸出電流，母線上饋入電爐的總電流為I2＝I21＋I(xiàn)22。
圖5是整流變壓器和整流裝置的安裝結(jié)構(gòu)圖，為了便于表示，圖中僅示出了一個(gè)硅整流組合元件9，例如可以采用ZPZ型萬(wàn)安級(jí)元件，2(或7)表示整流變壓器或輔助整流變壓器，整流變壓器2(7)的出線端頭用10表示，4是直流母線。每個(gè)硅整流組合元件9的一端直接裝在整流變壓器2(7)二次側(cè)的出線端頭10上，另一端連接直流母線4。采用這種結(jié)構(gòu)的輔助供電裝置，同時(shí)把主供電裝置的一個(gè)原有整流柜也換成這種結(jié)構(gòu)，利用空出的一個(gè)整流柜位置就足以放置輔助供電裝置。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1、使石墨化電爐實(shí)現(xiàn)了恒功率運(yùn)行，充分利用電網(wǎng)的供電容量滿負(fù)荷運(yùn)行，縮短了電爐送電時(shí)間，從而減少電爐的熱損耗和產(chǎn)品的電能消耗。
2、由于輔助變壓器接在主變壓器調(diào)壓線圈的一個(gè)抽頭上，不會(huì)額外占用電網(wǎng)的供電容量，只是對(duì)原有供電容量加以充分利用，因此不需要增加容量的費(fèi)用。
3、可以在不增加占地面積的條件下實(shí)現(xiàn)設(shè)備改造。
權(quán)利要求1.一種石墨化電爐的供電裝置包括一個(gè)整流變壓器，一個(gè)整流裝置連接在上述整流變壓器的二次側(cè)，通過(guò)直流母線向上述石墨化電爐供電，其特征是還包括一個(gè)開(kāi)關(guān)裝置的一端可變地連接在上述整流變壓器一次側(cè)調(diào)壓線圈的適當(dāng)抽頭上；一個(gè)輔助整流變壓器的一次側(cè)可變地連接在上述開(kāi)關(guān)裝置的另一端；以及一個(gè)輔助整流裝置連接在上述輔助整流變壓器的二次側(cè)，其直流輸出端與上述整流裝置并聯(lián)連接在上述直流母線上；上述開(kāi)關(guān)裝置在上述整流裝置的輸出功率達(dá)到最大值后開(kāi)始下降時(shí)閉合，使上述輔助整流裝置與上述整流裝置并聯(lián)運(yùn)行，用上述輔助整流裝置的輸出功率彌補(bǔ)上述整流裝置輸出功率的下降，使石墨化電爐保持恒功率運(yùn)行。
2.如權(quán)利要求1的供電裝置，其特征是上述輔助整流變壓器的額定功率約為上述整流變壓器額定功率的一半。
3.如權(quán)利要求1或2的供電裝置，其特征是上述輔助整流變壓器的調(diào)壓級(jí)數(shù)為上述整流變壓器調(diào)壓級(jí)數(shù)的三倍。
4.如權(quán)利要求1的供電裝置，其特征是上述整流裝置包括多個(gè)大電流硅整流組合元件，其中每個(gè)硅整流組合元件的一端直接安裝在上述整流變壓器的二次側(cè)出線端頭上，其另一端連接上述直流母線。
5.如權(quán)利要求1的供電裝置，其特征是上述輔助整流裝置包括多個(gè)大電流硅整流組合元件，其中每個(gè)硅整流組合元件的一端直接安裝在上述輔助整流變壓器的二次側(cè)出線端頭上，其另一端連接上述直流母線。
6.如權(quán)利要求4或5的供電裝置，其特征是上述硅整流組合元件為ZPZ型萬(wàn)安級(jí)硅整流組合元件。
專利摘要一種石墨化電爐的恒功率供電裝置包括整流變壓器和整流裝置，以及通過(guò)一個(gè)開(kāi)關(guān)裝置可變地連接在整流變壓器一次側(cè)調(diào)壓線圈抽頭上的一個(gè)輔助整流變壓器及其輔助整流裝置，當(dāng)上述整流裝置的輸出功率達(dá)到最大值后開(kāi)始下降時(shí)，輔助整流變壓器投入運(yùn)行，用輔助整流裝置的輸出功率彌補(bǔ)上述功率下降，使電爐恒功率運(yùn)行，并且不增加占用電網(wǎng)容量，結(jié)構(gòu)緊湊，便于設(shè)備改造。
文檔編號(hào)H05B7/00GK2158399SQ9320552
公開(kāi)日1994年3月9日 申請(qǐng)日期1993年3月13日 優(yōu)先權(quán)日1993年3月13日
發(fā)明者安世雄 申請(qǐng)人:安世雄