یکسو کننده تجهیزات اصلی کارخانه آلومینیوم الکترولیتی است. پس از راه اندازی، دیگر خاموش شدن مجاز نیست. این مقاله بر روی کاربرد فیوزهای سریع در تجهیزات یکسو کننده با توان بالا در صنعت آلومینیوم الکترولیتی تمرکز دارد.
1 مقدمه
فیوز سریع با پارامتر بالا عمدتاً برای محافظت از تجهیزات نیمه هادی پرقدرت استفاده می شود. یک دستگاه نیمه هادی معمولی از این نوع، یکسوساز پرقدرت است که از دیودها یا تریستورها برای تبدیل برق AC به DC استفاده می کند. کاربردهای صنعتی زیادی برای یکسوسازی با توان بالا وجود دارد که این مقاله تنها به برخی از آنها اشاره می کند.
2. کاربردهای یکسو کننده با قدرت بالا
الکترولیز آلومینیوم فلز آلومینیوم عمدتاً از طریق الکترولیز تولید می شود. بسیاری از کارخانه های آلومینیوم در جهان در حال گسترش مقیاس تولید خود برای بهبود کارایی و پاسخگویی به تقاضای بازار برای آلومینیوم هستند. فرآیند الکترولیز آلومینیوم بدین صورت است که اکسید آلومینیوم (Al2O3) تحت یک واکنش الکترولیتی در سلول الکترولیتی برای تولید آلومینیوم و اکسیژن قرار می گیرد: 2 Al2O3+3C→4Al+3CO2
سلول الکترولیتی یک مخزن فولادی بزرگ و کم عمق با یک لایه کربن در داخل است. سلول های الکترولیتی مختلف به صورت سری به هم متصل می شوند. در هر سلول الکترولیتی، جریان مستقیم از طریق آند گرافیتی به الکترولیت آلومینا مذاب می ریزد و سپس از طریق کاتد کربن پوشش سلول الکترولیتی به بیرون جریان می یابد و وارد آند سلول الکترولیتی بعدی می شود و غیره. تحت تأثیر جریان الکتریکی، عنصر اکسیژن موجود در آلومینا جدا شده و با کربن در قسمت بالایی سلول الکترولیتی ترکیب می شود تا دی اکسید کربن تشکیل شود و آلومینیوم مایع در پایین سلول الکترولیتی رسوب می کند.
الکترولیز کلر معمولاً از الکترولیز آب نمک کلر به دست می آید و هیدروژن و سود سوزآور به طور همزمان تولید می شوند. برای تولید یک تن کلر حدود 4000 درجه برق نیاز است. جریان فرآیند DC مورد نیاز برای فرآیند الکترولیز کلر بین 300-350 کیلو آمپر است و ولتاژ DC مورد نیاز میتواند تا 1000 Vdc باشد.
کوره قوس الکتریکی DC بسیاری از کارخانه های بزرگ فولاد مدرن از کوره های قوس الکتریکی DC برای ذوب ضایعات بازیافت شده استفاده می کنند. از مزایای استفاده از کوره قوس الکتریکی DC ظرفیت تولید زیاد، راندمان تولید بالا و صدای کم است. جریان فرآیند کوره قوس الکتریکی برای ذوب آهن و فولاد حدود 100 کیلو آمپر است و ولتاژ به طور کلی بالاتر از 1000 Vdc است. فرآیند الکترولیز به طور کلی تمیز است و جریان بار پیوسته به طور پیوسته از طریق نیمه هادی و فیوز جریان می یابد. کاربرد کوره های قوس الکتریکی متفاوت است. ویژگی های فرآیند تولید آنها باعث می شود که جریان بار اغلب دارای اجزای پالس جدی باشد، بنابراین هنگام انتخاب نیمه هادی ها و فیوزها، محاسبه و تأیید بسیار دقیق مورد نیاز است.
کوره گرافیت در تولید بسیاری از محصولات گرافیتی مانند الکترودها از کوره جریان مستقیم نیز استفاده می شود. پارامترهای فرآیند معمولی عبارتند از: ولتاژ معمولاً بیشتر از 300 ولت نیست و جریان ممکن است تا 160 کیلو آمپر باشد. سایر جریانهای فرآیند ذوب فلزات در تولید فلزاتی مانند مس، روی، سرب، نیکل و کادمیوم نیز باید توسط فرآیند یکسوسازی با توان بالا تولید شوند.
