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稳流控制系统构成及通讯培训大纲 稳流系统组成 饱和电抗器工作原理 稳流控制器组成及稳流原理 稳流控制系统程序及运行方式 稳流控制系统构成及通讯 电能是电解铝生产的重要能源，电解铝生产采用的是直流电，电能成本约占电解铝总成本的30%-40%。铝电解生产供电有以下特点：①低电压、大电流的直流电；②直流电能生产的连续性；③直流电能供给的恒流性。 目前国内大型整流设备有两种整流方式：①整流变+可控硅整流，②整流变（调压开关）+自饱和电抗器+二极管整流。电流的控制方式一般采用恒流控制，恒定直流电流的调节方式一般为整流变压器有载调压开关与自饱和电抗器相结合的方式，有载调压为直流电压的粗调，自饱和电抗器为直流电压的细调，自饱和电抗器是直流电流恒流控制的主要执行元件，调节直流电压的范围约为50～70V。 综上所述，稳流系统=有载调压开关+自饱和电抗器+稳流控制系统 一、饱和电抗器工作原理饱和电抗器的基本工作原理是利用直流绕组电流的大小来改变交流电路的电抗。原理如图1，它是一个具有交流绕组和直流绕组的铁芯磁路。 当交流电压Ua和交流回路电阻Ra不变时，交流电流Ia与交流线圈La有关： 在不计漏磁和铁芯损耗的情况下，线圈的电感量可用下式表示： 从上式可知，交流线圈的电感量在一定的磁路L和匝数N下与磁路铁芯的磁导率μ成正比。改变磁导率就可以改变交流线圈的电感，从而改变电流和电抗器的容量。由于铁磁物质的磁导率不是常数，在正常工作下磁导率随铁芯的饱和而减小，而铁芯饱和程度的变化可以通过改变直流绕组的励磁电流Id来实现。Id增大则铁芯的磁感应强度增大，铁芯接近饱和，磁导率减小，从而电感值减小，交流电流Ia随之增大。由此可见，直流电流的大小可以控制交流输出电流的大小，将直流绕组称为控制绕组，交流绕组称为工作绕组。 3. 调节过程 如图2所示，利用饱和电抗器的输出特性，将饱和电抗器的交流工作线圈串接在整流装置的整流臂中，直流控制绕组接控制电源ωt=0时刻以前，整流桥臂D1流过的电流为Id，电抗器BK1工作绕组中的电流为Id，此时电抗器BK1的铁芯处于饱和状态，其磁阻很小可以忽略不计；在ωt=0时，由于Ua=Ub,则电流Id应瞬时由a相换到b相，但由于饱和电抗器BK3的阻碍作用，使的换相被推迟，其推迟的时间与饱和电抗器BK3的起始状态有关；在ωt=0时刻以后，由于Ub＞Ua，在电压差的作用下，饱和电抗器BK3工作绕组中的电流逐渐增加，激磁作用加大，在ωt=t1时刻BK3铁芯饱和，磁阻很小，整流桥臂D3完全导通，负载电流Id几乎全部流经BK3的工作绕组，与此同时，电抗器BK1的铁芯在反向电压（Ua-Ub为负）的作用下逐渐去磁，至ωt=t2时刻电抗器BK1的铁芯恢复到起始状态，整流桥臂D1封闭，电流为零，完成一个换相过程，如图3所示。由此可见，由于饱和电抗器交直流的同时励磁，使得三相整流桥的换相点由ωt=0时刻延迟到ωt=t1时刻，改变了整流桥的直流输出电压，达到了调节的目的，其对应角度为α称为饱和角，是指BK3铁芯从开始增磁至达到饱和状态的角度，它的大小主要由饱和电抗器铁芯的起始状态来决定，也就是控制绕组中的直流电流的大小来决定，随控制电流大小的变化而变化。 4.控制绕组 电抗器的控制绕组有正偏绕组和负偏绕组两种，在实际应用中通常将正偏绕组称作偏移绕组，而将负偏绕组称作控制绕组。通过电抗器工作绕组的电流方向是固定的，而负偏绕组所加电流的方向与工作绕组的电流方向相反，当控制绕组（负偏绕组）中的电流增加时，饱和电抗器的饱和角增加，三相整流桥的换相延迟加大，整流桥输出直流电压减小，直流电流相应减小。 当电解效应造成电解直流电压升高或电网电压下降，电解直流电流下降时，可以使电抗器的控制电流Ik相应减小，对应的电抗器饱和角α减小，三相整流桥的换相角延迟减小，整流装置的输出电压增加，电解直流电流相应增加，起到了自动调节的作用，反之亦然。 5.偏移绕组的作用 正偏绕组也叫做偏移绕组，主要起到两个作用：一个是增加饱和电抗器的调压深度，另一个是平衡同一整流机组两台整流装置之间的负载。 由图4可知，为了更好的利用饱和电抗器的线性工作范围（即为了增加饱和电抗器的饱和深度），增大饱和电抗器的调压范围，可以使图4中的H轴（磁场强度）向下偏移来达到这个目的。我们就把这个增加饱和电抗器调压深度的绕组叫做正偏绕组。在正偏绕组上加入电压Up就可以使饱和电抗器的调压深度增加，此电压叫做偏移电压，绕组中的电流叫做正偏电流。 如图5所示，在正偏绕组中通过电流Ip时，横轴将由H′移到H位置，即线性区ob段增加，达到了增加调压深度的作用。 二、稳流控制系统 1、PLC稳流控制系统 PLC稳流控制系统对饱和电抗器电流控制采用功率器件IGBT，通过控制