Usmerňovač je hlavným zariadením závodu na výrobu elektrolytického hliníka. Po uvedení do prevádzky už nie je povolené odstavenie. Tento článok sa zameriava na aplikáciu rýchlych poistiek vo vysokovýkonných usmerňovacích zariadeniach v priemysle elektrolytického hliníka.
1 Úvod
Vysokoparametrová rýchla poistka sa používa hlavne na ochranu vysokovýkonných polovodičových zariadení. Typickým polovodičovým zariadením tohto typu je vysokovýkonný usmerňovač, ktorý využíva diódy alebo tyristory na premenu striedavého prúdu na jednosmerný. Existuje mnoho priemyselných aplikácií vysokovýkonnej rektifikácie a tento článok uvádza len niektoré z nich.
2. Aplikácie usmerňovačov s vysokým výkonom
Elektrolýza hliníka Kovový hliník sa vyrába hlavne elektrolýzou. Mnohé továrne na výrobu hliníka vo svete rozširujú svoju výrobnú škálu, aby zlepšili efektivitu a uspokojili dopyt trhu po hliníku. Proces elektrolýzy hliníka spočíva v tom, že oxid hlinitý (Al2O3) podlieha elektrolytickej reakcii v elektrolytickom článku za vzniku hliníka a kyslíka: 2 Al2O3+3C→4Al+3CO2
Elektrolytický článok je veľká a plytká oceľová nádrž s uhlíkovou vrstvou vo vnútri. Rôzne elektrolytické články sú elektricky zapojené do série. V každom elektrolytickom článku tečie jednosmerný prúd do elektrolytu roztaveného oxidu hlinitého cez grafitovú anódu a potom vyteká cez uhlíkovú katódu, ktorá lemuje elektrolytický článok, a vstupuje do anódy ďalšieho elektrolytického článku atď. Pôsobením elektrického prúdu sa kyslíkový prvok v oxide hlinitom oddeľuje a spája s uhlíkom v hornej časti elektrolytického článku za vzniku oxidu uhličitého a tekutý hliník sa ukladá na dne elektrolytického článku.
Elektrolýza chlóru Chlór sa zvyčajne získava elektrolýzou soľanky a súčasne sa vyrába vodík a lúh sodný. Na výrobu jednej tony chlóru je potrebných asi 4000 stupňov elektriny. Jednosmerný procesný prúd potrebný pre proces elektrolýzy chlóru je medzi 300-350 kA a požadované jednosmerné napätie môže byť až 1 000 V DC.
Elektrická oblúková pec na jednosmerný prúd Mnoho veľkých moderných oceliarní používa na tavenie recyklovaného oceľového šrotu elektrické oblúkové pece s jednosmerným prúdom. Výhody použitia jednosmernej elektrickej oblúkovej pece sú veľká výrobná kapacita, vysoká efektívnosť výroby a nízka hlučnosť. Procesný prúd elektrickej oblúkovej pece na tavenie železa a ocele je asi 100 kA a napätie je vo všeobecnosti vyššie ako 1 000 Vdc. Proces elektrolýzy je vo všeobecnosti čistý a nepretržitý zaťažovací prúd plynule preteká cez polovodič a poistku. Použitie elektrických oblúkových pecí je odlišné. Charakteristiky ich výrobného procesu spôsobujú, že zaťažovací prúd má často vážne impulzné zložky, takže pri výbere polovodičov a poistiek je potrebný veľmi starostlivý výpočet a overenie.
Grafitová pec Na výrobu mnohých produktov z grafitu, ako sú elektródy, sa tiež používa pec na jednosmerný prúd. Typické parametre procesu sú: napätie vo všeobecnosti nie je vyššie ako 300 V a prúd môže byť až 160 kA. Iné tavenie kovov Procesné prúdy pri výrobe kovov, ako je meď, zinok, olovo, nikel a kadmium, musia byť tiež generované vysokovýkonným rektifikačným procesom.
