Bộ chỉnh lưu là thiết bị cốt lõi của nhà máy điện phân nhôm. Một khi nó được đưa vào hoạt động, không được phép tắt máy nữa. Bài viết tập trung nghiên cứu ứng dụng cầu chì nhanh trong thiết bị chỉnh lưu công suất lớn trong ngành điện phân nhôm.
1 Giới thiệu
Cầu chì nhanh thông số cao chủ yếu được sử dụng để bảo vệ các thiết bị bán dẫn công suất cao. Một thiết bị bán dẫn điển hình thuộc loại này là bộ chỉnh lưu công suất cao sử dụng điốt hoặc thyristor để chuyển đổi nguồn AC thành DC. Có rất nhiều ứng dụng công nghiệp của chỉnh lưu công suất cao và bài viết này chỉ đề cập đến một số trong số đó.
2. Ứng dụng chỉnh lưu công suất cao
Điện phân nhôm Nhôm kim loại chủ yếu được sản xuất bằng phương pháp điện phân. Nhiều nhà máy nhôm trên thế giới đang mở rộng quy mô sản xuất để nâng cao hiệu quả, đáp ứng nhu cầu nhôm của thị trường. Quá trình điện phân nhôm là nhôm oxit (Al2O3) trải qua phản ứng điện phân trong bình điện phân để tạo ra nhôm và oxy: 2 Al2O3+3C→4Al+3CO2
Buồng điện phân là một thùng thép lớn và nông có lớp carbon bên trong. Các tế bào điện phân khác nhau được mắc nối tiếp về mặt điện. Trong mỗi tế bào điện phân, dòng điện một chiều chạy vào chất điện phân alumina nóng chảy thông qua cực dương than chì, sau đó chảy ra qua cực âm carbon lót trong tế bào điện phân và đi vào cực dương của tế bào điện phân tiếp theo, v.v. Dưới tác dụng của dòng điện, nguyên tố oxy trong alumina được tách ra và kết hợp với carbon ở phần trên của tế bào điện phân để tạo thành carbon dioxide, còn nhôm lỏng lắng đọng ở đáy tế bào điện phân.
Điện phân clo Thông thường clo thu được từ quá trình điện phân nước muối, đồng thời tạo ra hydro và xút. Cần khoảng 4000 độ điện để sản xuất một tấn clo. Dòng điện DC cần thiết cho quá trình điện phân clo nằm trong khoảng 300-350kA và điện áp DC cần thiết có thể lên tới 1000Vdc.
Lò hồ quang điện DC Nhiều nhà máy thép lớn hiện đại sử dụng lò hồ quang điện một chiều để nấu chảy thép phế liệu tái chế. Ưu điểm của việc sử dụng lò hồ quang điện một chiều là công suất sản xuất lớn, hiệu suất sản xuất cao và độ ồn thấp. Dòng điện xử lý của lò hồ quang điện để luyện gang thép là khoảng 100kA, và điện áp thường cao hơn 1000Vdc. Quá trình điện phân nói chung là sạch sẽ và dòng tải liên tục chạy đều đặn qua chất bán dẫn và cầu chì. Ứng dụng của lò hồ quang điện là khác nhau. Đặc điểm trong quá trình sản xuất của chúng khiến dòng tải thường có thành phần xung nghiêm trọng nên cần phải tính toán và kiểm tra thật cẩn thận khi lựa chọn chất bán dẫn và cầu chì.
Lò than chì Việc sản xuất nhiều sản phẩm than chì, chẳng hạn như điện cực, cũng sử dụng lò nung dòng điện một chiều. Các thông số quy trình điển hình là: điện áp thường không cao hơn 300V và dòng điện có thể cao tới 160kA. Luyện kim loại khác Các dòng điện trong quá trình sản xuất kim loại như đồng, kẽm, chì, niken và cadmium cũng cần được tạo ra bởi quy trình chỉnh lưu công suất cao.
