专利名称：一种三相平衡的电渣重熔炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于炼钢企业冶炼金属及其合金的三相平衡电渣重熔炉。
背景技术：
目前，炼钢企业所用的电渣炉，基本都是单相电渣炉，包括两种类型:单极和双极。在电渣炉重熔过程中，随着熔化的进行，电极不断缩短而钢锭逐渐上涨，导致了电极电阻与钢锭阻值处于变化状态，从而导致了电压、电流波动的问题。同时，企业使用单相电渣炉炼钢时，基本都是选取电网A、B、C三相中的两相经过变压器连接到电渣炉，这样造成了流入电网中的电流有一相为零，可能导致了三相不平衡。为了解决不平衡的问题，部分企业利用三个单相电渣炉分别接入电网每一相，避免严重的三相不平衡问题，如此以来，成本相对较高，也不符合节能减排的要求。鉴于普通单相电渣炉带来的一系列问题，实用新型了一种新型的带有基于模块化多电平的纠偏装置的电渣炉，即普通的电渣炉和基于模块化多电平的纠偏装置作为一体的新型电渣炉，既解决了三相不平衡的问题，也降低了企业成本。
实用新型内容技术问题:本实用新型提供一种三相平衡的电渣重熔炉，其目的是将普通的电渣炉和基于模块化多电平的纠偏装置作为一体，解决三相不平衡的问题，提高了负载的功率因数，降低企业的生产成本，实现节能减排的目的。技术方案:本实用新型的三相平衡的电渣重熔炉，包括基于模块化多电平的纠偏装置、普通电渣炉、三相电源和变压器，基于模块化多电平的纠偏装置通过三相进线与三相电源相连，三相电源中的两相通过变压器与普通电渣炉相连，基于模块化多电平的纠偏装置采用三相半桥拓扑结构，三相半桥拓扑结构中的每个桥臂为两个变流子模块串联后通过电抗器与三相电源中的一相连接。本实用新型中，普通电渣炉包括锅炉和设置在锅炉中的电极，变压器的次级线圈a端与电极的上端相接，变压器的次级线圈b端与锅炉的底部相接，次级线圈a端与电极之间，以及次级线圈b端与锅炉之间存在短网阻抗。本实用新型结构包括基于模块化多电平的纠偏装置、普通电渣炉、短网阻抗、三相电源、变压器，其中基于模块化多电平的纠偏装置通过三相进线与电网三相电源相连，电网三相电源中的二相通过变压器与普通电渣炉相连，基于模块化多电平的纠偏装置的输出端经过电抗器与三相进线相连，变压器的次级线圈中的a端经过短网阻抗与锅炉内的电极的上端相接，锅炉的底部经过短网阻抗与变压器的次级线圈中的b端相接。有益效果:现有技术中普通电渣炉单独工作时，相当于电网的A、B两相给普通电渣炉供电，在电网的A、B两相产生大小相等、方向相反的电流流入电网，这样容易造成电网中三相电流不平衡，影响电能质量，可能导致一系列电力事故发生。本实用新型与现有技术相比，解决了单相电渣炉对电网造成的三相不平衡问题，提高了负载的功率因数，减小了电网不平衡问题带来的一系列影响，节约了炼钢企业的投资成本，同时达到节能减排的目的，提高了电能的利用率，减少了对电网的污染。
图1是本实用新型三相平衡的电渣重熔炉结构示意图；图2为本实用新型中基于模块化多电平的纠偏装置结构示意图；图3为本实用新型中基于模块化多电平的纠偏装置的变流子模块结构示意图。图中:1.基于模块化多电平的纠偏装置，2普通电渣炉，3.短网阻抗，4.三相电源，
5.变压器，6.变流子模块，7.电抗器，8.绝缘栅双极型晶体管，9.二极管，10.电容器。
具体实施方式
下面结合说明书附图和实施例，对本实用新型做进步说明。本实用新型的三相平衡电渣重熔炉，包括基于模块化多电平的纠偏装置1、普通电渣炉2、三相电源4和变压器5，基于模块化多电平的纠偏装置I通过三相进线与三相电源4相连，三相电源4中的两相通过变压器5与普通电渣炉2相连，基于模块化多电平的纠偏装置I采用三相半桥拓扑结构，三相半桥拓扑结构中的每个桥臂为两个变流子模块6串联后通过L电抗器7与三相电源4中的一相连接。基于模块化多电平的纠偏装置I中的变流子模块结构为半桥结构，由两个全控型开关器件绝缘栅双极型晶体管8串联后再并联电容器10组成，每个绝缘栅双极型晶体管8的开关器件均反并联一个二极管9。普通电渣炉2包括锅炉21和设置在锅炉21中的电极22，变压器5的次级线圈a端与电极22的上端相接，变压器5的次级线圈b端与锅炉21的底部相接，次级线圈a端与电极22之间，以及次级线圈b端与锅炉21之间存在短网阻抗。基于模块化多电平的纠偏装置，运用MMC (Modular Multilevel Converter)模块化多电平变流技术，采用三相半桥拓扑结构，上线桥臂上各有两个变流子模块。工作时，当普通电渣炉2单独工作时，相当于电网的A、B两相给普通电渣炉2供电，在电网的A、B两相产生大小相等、方向相反的电流；使用开关器件为绝缘栅双极型晶体管(IGBT),组成变流子模块6，变流子模块6再按照级联结构构成基于模块化多电平的纠偏装置1，通过电抗器7与电网相连，通过控制变流子模块6的绝缘栅双极型晶体管8的通断，达到控制基于模块化多电平的纠偏装置输出的三相电流的目的。当锅炉工作后，基于模块化多电平的纠偏装置实时检测炉体负载的进线电流，通过不平衡算法(dq算法)的分析，实时的计算出三相平衡的电流，此三相平衡的电流与普通电渣炉2在单独工作时具有相同的有功分量；三相平衡的目标电流与普通电渣炉2自身产生的电流相减后，作为基于模块化多电平的纠偏装置的指令电流，基于模块化多电平的纠偏装置跟踪指令电流，利用PWM调制方法产生PWM波，该PWM波控制开关器件的通断来控制流入电网中的基于模块化多电平的纠偏装置的三相电流，经过电抗器7后接入电网。此时，电网电流为基于模块化多电平的纠偏装置电流与电渣炉自身的电流叠加，实现电渣炉的三相平衡功能。本实用新型的三相平衡电渣重熔炉能够适用于大部分的炼钢企业，对电网的电能质量要求比较高的地区，该新型电渣炉优势比较明显，解决了常见的单相电渣炉带来的三相不平衡问题，提高了电渣炉的功率因数，而且对电网的几乎没有污染，保证了电能的质量。
权利要求1.一种三相平衡的电渣重熔炉，其特征在于，该电渣重熔炉包括基于模块化多电平的纠偏装置(I)、普通电渣炉(2)、三相电源(4)和变压器(5)，所述基于模块化多电平的纠偏装置(I)通过三相进线与三相电源(4 )相连，三相电源(4 )中的两相通过变压器(5 )与普通电渣炉(2)相连，所述基于模块化多电平的纠偏装置(I)采用三相半桥拓扑结构，三相半桥拓扑结构中的每个桥臂为两个变流子模块(6)串联后通过电抗器(7)与三相电源(4)中的一相连接。
2.根据权利要求1所述的三相平衡的电渣重熔炉，其特征在于，所述普通电渣炉(2)包括锅炉(21)和设置在所述锅炉(21)中的电极(22)，所述变压器(5)的次级线圈a端与电极(22)的上端相接，变压器(5)的次级线圈b端与锅炉(21)的底部相接，所述次级线圈a端与电极(22)之间，以及次级线圈b端与锅炉(21)之间存在短网阻抗。
专利摘要本实用新型公开了一种三相平衡的电渣重熔炉，包括基于模块化多电平的纠偏装置、普通电渣炉、三相电源和变压器，基于模块化多电平的纠偏装置通过三相进线与三相电源相连，三相电源中的两相通过变压器与普通电渣炉相连，基于模块化多电平的纠偏装置采用三相半桥拓扑结构，三相半桥拓扑结构中的每个桥臂为两个变流子模块串联后通过电抗器与三相电源中的一相连接。本实用新型解决了单相电渣炉对电网造成的三相不平衡问题，提高了负载的功率因数，减小了电网不平衡问题带来的一系列影响，节约了炼钢企业的投资成本，同时达到节能减排的目的，提高了电能的利用率，减少了对电网的污染。
文档编号C22B9/187GK203065549SQ201320052200
公开日2013年7月17日 申请日期2013年1月30日 优先权日2013年1月30日
发明者王宝安, 汪良坤, 商姣 申请人:东南大学