Az egyenirányító az elektrolitikus alumíniumgyár központi berendezése. Az üzembe helyezés után a leállítás már nem engedélyezett. Ez a cikk a gyorsbiztosítékok alkalmazására összpontosít nagy teljesítményű egyenirányító berendezésekben az elektrolitikus alumíniumiparban.
1 Bevezetés
A nagy paraméterű gyorsbiztosítékot főként nagy teljesítményű félvezető berendezések védelmére használják. Az ilyen típusú tipikus félvezető eszközök egy nagy teljesítményű egyenirányítók, amelyek diódákat vagy tirisztorokat használnak a váltakozó áram egyenárammá alakítására. A nagy teljesítményű egyenirányításnak számos ipari alkalmazása létezik, és ez a cikk csak néhányat említ ezek közül.
2. Nagy teljesítményű egyenirányító alkalmazások
Alumínium elektrolízis A fémalumíniumot főleg elektrolízissel állítják elő. A világ számos alumíniumgyára bővíti gyártási skáláját a hatékonyság javítása és az alumínium iránti piaci kereslet kielégítése érdekében. Az alumínium elektrolízis folyamata az, hogy az alumínium-oxid (Al2O3) elektrolitikus reakción megy keresztül az elektrolitikus cellában alumínium és oxigén keletkezése érdekében: 2 Al2O3+3C→4Al+3CO2
Az elektrolitikus cella egy nagy és sekély acéltartály, amelynek belsejében szénréteg található. A különböző elektrolitikus cellák elektromosan sorba vannak kapcsolva. Minden elektrolitikus cellában az egyenáram a grafitos anódon keresztül az olvadt alumínium-oxid elektrolitba áramlik, majd az elektrolitikus cellát bélelő szénkatódon keresztül kifolyik, és belép a következő elektrolitikus cella anódjába, és így tovább. Az elektromos áram hatására az alumínium-oxidban lévő oxigénelem elválik, és az elektrolitikus cella felső részében szénnel egyesül, így szén-dioxid keletkezik, és folyékony alumínium rakódik le az elektrolitikus cella alján.
Klórelektrolízis A sóoldat elektrolíziséből általában klórt nyernek, és egyidejűleg hidrogént és nátronlúgot állítanak elő. Egy tonna klór előállításához körülbelül 4000 fokos elektromosság szükséges. A klórelektrolízis folyamatához szükséges egyenáram 300-350 kA között van, a szükséges egyenfeszültség pedig akár 1000 V DC is lehet.
Egyenáramú elektromos ívkemencék Sok nagy modern acélgyár egyenáramú elektromos ívkemencét használ az újrahasznosított acélhulladék olvasztására. Az egyenáramú elektromos ívkemencék használatának előnyei a nagy termelési kapacitás, a magas termelési hatékonyság és az alacsony zajszint. A vas- és acélolvasztó elektromos ívkemencének folyamatárama körülbelül 100 kA, és a feszültség általában magasabb, mint 1000 VDC. Az elektrolízis folyamata általában tiszta, és a folyamatos terhelési áram egyenletesen folyik át a félvezetőn és a biztosítékon. Az elektromos ívkemencék alkalmazása eltérő. Gyártási folyamatuk sajátosságai miatt a terhelőáram gyakran komoly impulzuskomponenseket tartalmaz, ezért a félvezetők és biztosítékok kiválasztásakor nagyon körültekintő számításra és ellenőrzésre van szükség.
Grafitokemence Számos grafittermék, például elektródák gyártása során szintén egyenáramú kemencét használnak. Tipikus folyamatparaméterek: a feszültség általában nem haladja meg a 300 V-ot, az áramerősség pedig elérheti a 160 kA-t. Egyéb fémolvasztás A fémek, például a réz, a cink, az ólom, a nikkel és a kadmium előállítása során a folyamatáramokat szintén nagy teljesítményű egyenirányító eljárással kell előállítani.