本发明专利技术公开了一种高压直变电解电源供电系统及其高压直变电解电源的方法，它由结构完全相同的A相、B相和C相电源供电系统组成，特征是：每相电源供电系统均由DSP控制器、脉宽调制驱动控制器、多路信号采集与A/D转换电路、若干个断路器、若干路电流检测转换电路、正反向信号电光转换器、正反向信号光纤分路器、电压检测电路、温度检测电路和若干个单体电源模块等组成。本发明专利技术采用高压交流串并联方式，以降低单体电解电源的电压承受能力，通过高压直接变换的方式来整流成电解电源，达到实现高电压供电系统直接产生有色冶金企业的金属电解电源，能够实现35kV、10ｋV不同电源等级的高压供电系统直接输出不同类型电解电源的供电要求与需要。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电解电源，尤其是涉及一种。
技术介绍
电解电源是冶金、有色金属电解的重要设备，在有色冶金企业中，绝大多数有色金属材料都是通过电解生产获得的，电解电源是直流低电压、大电流、大功率的电源。大功率电解电源通常采用变压器将高压降低、再进行整流处理来得到电解电源，而在得到的过程中，附带设备多，整流效果差，电能利用率低，严重制约着电能利用率的提高。目前，电解电源在有色冶金企业主要有以下几种形式1、采用变压器将高压供电系统(电压等级为35kV或IOkV)降低电压到电解电源需要的电压，通常由调压触头来实现不同输出电压；得到适当交流电压后，再进行整流输出直流电源；采用大功率可控硅整流技术，通过调节可控硅的导通角，来维持电解电源电压和实现电解负载变化；输出采用并联方式来实现需要的电解电源，得到直流低电压、大电流、大功率的电解电源；2、由于采用大功率可控硅的整理技术，通过调节调压触头和可控硅导通角，达到相应的直流电解电源，往往会产生大量谐波。为了避免或者减少谐波的产生，所以先采用十二相整理连接方式进行整流，然后再将多个整流后的电解电源进行并联，从而实现大功率电解电源。3、随着电力电子器件和PWM控制技术的发展，市场上出现了基于开关电源的电解电源，但其输入电源仍然维持在380VAC电压的基础上，在有色冶金行业生产中，仍然需要经过高压变压器变成380VAC，并且每个电解电源的功率不大，需要采用输出串联的方式来满足电解电源的需求。以上几种实现形式主要有下列缺点或不足1、高电压供电系统变成380VAC需要具有调压触点的变压器，并且变压器本身的能量消耗严重影响了电能的利用率，同时也增加了设备的投入成本，消耗了大量的有色金属材料；2、在通过调节可控硅导通角的过程中，由于控制过程的瞬时性，会产生大量无规律的谐波，严重影响的供电电网的电能质量；调节可控硅导通角的触发电路复杂，实现难度大；3、采用基于PWM控制开关电源来实现电解电源，由于电力电子器件功率的耐压和电流的限制，无法实现大功率和高耐压的电解电源，输入电源通常是380VAC供电系统中。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的在于提供一种直流低电压、大电流、大功率、调控容易、能充分保障供电电网的电能质量、电路简单、工作可靠、成本低的高压直变电解电源供电系统， 它直接采用高压供电，单体电源模块的输入采用串联形式，单体电源模块的输出采用并联形式，从而实现高压直变电解电源。本专利技术的第二个目的在于提供一种通过多单体电源模块来实现高压直变电解电源的方法，它以单相高压为组，每组串联接入多个单体电源模块，每个单体电源模块所承受的电压就大大降低；每个单体电源模块输入端接入断路器，实现对单体电源模块的切除； 单体电源模块输出进行并联，增加电解需要的电流；每一单体电源模块输出侧均有输出参数检测和监控，采集的电气参数传输给DSP控制器系进行分析处理。本专利技术的第一个目的是这样实现的一种高压直变电解电源供电系统，由结构完全相同的A相电源供电系统、B相电源供电系统和C相电源供电系统组成，特征是每相电源供电系统均由DSP (digital singnal processor)控制器、脉宽调制(PWM)驱动控制器、多路信号采集与A/D转换电路、若干个断路器(DL)、若干路电流检测转换电路、正向信号电光转换器、正向信号光纤分路器、反向信号电光转换器、反向信号光纤分路器、电压检测电路、温度检测电路、若干个单体电源模块、 液晶显示屏、键盘电路和电源电路组成，若干个断路器的控制线圈分别通过总线接口与DSP 控制器的断路器信号输入端相连，温度检测电路和若干路电流检测转换电路均通过多路信号采集与A/D转换电路与DSP控制器的电流信号输入端相连，DSP控制器的信号输出端与脉宽调制驱动控制器的输入端相连，脉宽调制驱动控制器的正向信号输出端经正向信号电光转换器接正向信号光纤分路器的输入端，正向信号光纤分路器的输出端分别接每个单体电源模块中的第1绝缘栅双极型晶体管(IGBT功率开关管)的栅极和第4绝缘栅双极型晶体管的栅极，脉宽调制驱动控制器的反向信号输出端经反向信号电光转换器接反向信号光纤分路器的输入端，反向信号光纤分路器的输出端分别接每个单体电源模块中的第2绝缘栅双极型晶体管的栅极和第3绝缘栅双极型晶体管的栅极，若干个单体电源模块并联在一起；在每个单体电源模块的输入端均并联接入一个可控的断路器的触点，若干个单体电源模块的若干个输出端并联在一起后得到电解电源总输出端，电压检测电路的两个输入端并联在电解电源总输出端上；液晶显示屏与DSP控制器的数据显示输出端相连，键盘电路与 DSP控制器的数据输入端相连，电源电路为其它电路供电。每个单体电源模块由第1电阻R1、第1电阻R2、第1极性电容Cl、第1电容C2、第 1至第10 二极管Dl—D10、第1至第4绝缘栅双极型晶体管Gl—G4和变压器TR组成。正向信号光纤分路器的输出端和反向信号光纤分路器的输出端均通过光纤分别与第1-4绝缘栅双极型晶体管连接。本专利技术的第二个目的是这样实现的一种高压直变电解电源的方法，采用总线检测单体电源模块输出电压电流的形式，即 将高压供电系统的三相交流电(电压等级为35kv或10kV)，以单相对地分为三组，每组单相电串联接入多个单体电源模块，每个单体电源模块所承受的电压就会被均分在多个单体电源模块上，每个单体电源模块所承受的电压就大大降低，在每个单体电源模块的输入端均接入一个可控的断路器，实现对该单体电源模块的切除，断路器开关合上，就会将故障单体电源模块分离出整流电路；而每个单体电源模块的输出端并联在一起后得到电解电源总输出端，每个单体电源模块的输出电流进行并联来增加输出电流，从而满足大电流几十万安培的电解电源需要；在同一相供电系统中的每一单体电源模块的输出端均有电流检测转换电路和温度检测电路输出电流和温度参数，在电解电源总输出端中的电压检测电路输出电压参数，用于检测和监控，将采集到总电压、温度和不同单体电源模块的电流等电气特性参数均通过多路信号采集与A/D转换电路分别传输给DSP控制器进行数据分析和处理，再将数据分析和处理的结果传输给脉宽调制驱动控制器，由脉宽调制驱动控制器输出两路波形互为相反占空比的驱动信号，即正向信号和反向信号，正向信号依次通过正向信号电光转换器和正向信号光纤分路器、反向信号依次通过反向信号电光转换器和反向信号光纤分路器输出控制每一个单体电源模块中的含有激光/光纤驱动器的绝缘栅双极型晶体管，以驱动相应的单体电源模块；一旦检测到某一个单体电源模块有故障，可通过DSP控制器采用总线控制方式对故障的单体电源模块的输入端处的断路器进行切除，使其旁路而不影响， 来保障整个电解电源系统的可靠性和稳定性。本专利技术是将高压供电系统的三相交流电(电压等级为35kV或IOkV)直接均分到各个单体电源模块，在实现方式上采用冗余技术，采用增加多个单体电源模块，来降低每个单体电源模块所承受的耐压值，因电解电源的要求主要体现在输出侧的直流电源的电压、电流、温度参数，以及总功率的实现上。本专利技术在电解电源的输入侧(即交流侧)采用串联均压的实现方式，每一个单体电源模块的交流侧流过的电流是一致的，交流侧流过电流的前提条件就是单体电源模块的输出直流侧必须同时有电流输出本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：甘方成，黄海华，刘百芬，罗世民，陶勇剑，
申请(专利权)人：华东交通大学，
类型：发明
国别省市：
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