วงจรเรียงกระแสเป็นอุปกรณ์หลักของโรงงานอะลูมิเนียมอิเล็กโทรไลต์ เมื่อนำไปใช้งานแล้วจะไม่อนุญาตให้ปิดเครื่องอีกต่อไป บทความนี้มุ่งเน้นไปที่การประยุกต์ใช้ฟิวส์เร็วในอุปกรณ์วงจรเรียงกระแสกำลังสูงในอุตสาหกรรมอะลูมิเนียมอิเล็กโทรไลต์
1 บทนำ
ฟิวส์เร็วพารามิเตอร์สูงส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการป้องกันอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์กำลังสูง อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ทั่วไปประเภทนี้คือวงจรเรียงกระแสกำลังสูงที่ใช้ไดโอดหรือไทริสเตอร์ในการแปลงไฟ AC เป็น DC มีการใช้งานทางอุตสาหกรรมมากมายสำหรับการแก้ไขกำลังสูง และบทความนี้กล่าวถึงเพียงบางส่วนเท่านั้น
2. แอปพลิเคชั่นวงจรเรียงกระแสกำลังสูง
อลูมิเนียมอิเล็กโทรไลซิส โลหะอลูมิเนียมส่วนใหญ่ผลิตโดยอิเล็กโทรไลซิส โรงงานอะลูมิเนียมหลายแห่งในโลกกำลังขยายขนาดการผลิตเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและตอบสนองความต้องการของตลาดสำหรับอะลูมิเนียม กระบวนการอิเล็กโทรไลซิสของอะลูมิเนียมคืออะลูมิเนียมออกไซด์ (Al2O3) จะเกิดปฏิกิริยาอิเล็กโทรไลต์ในเซลล์อิเล็กโทรไลต์เพื่อสร้างอะลูมิเนียมและออกซิเจน: 2 Al2O3+3C→4Al+3CO2
เซลล์อิเล็กโทรไลต์เป็นถังเหล็กขนาดใหญ่และตื้นซึ่งมีชั้นคาร์บอนอยู่ด้านใน เซลล์อิเล็กโทรไลต์ต่างๆ เชื่อมต่อกันทางไฟฟ้าแบบอนุกรม ในแต่ละเซลล์อิเล็กโทรไลต์ กระแสตรงจะไหลเข้าสู่อิเล็กโทรไลต์อลูมินาหลอมเหลวผ่านกราไฟท์แอโนด จากนั้นจึงไหลออกผ่านแคโทดคาร์บอนที่บุเซลล์อิเล็กโทรไลต์ และเข้าสู่แอโนดของเซลล์อิเล็กโทรไลต์ถัดไป และอื่นๆ ภายใต้การกระทำของกระแสไฟฟ้า องค์ประกอบออกซิเจนในอลูมินาจะถูกแยกออกและรวมกับคาร์บอนในส่วนบนของเซลล์อิเล็กโทรไลต์เพื่อสร้างคาร์บอนไดออกไซด์ และอะลูมิเนียมเหลวจะสะสมอยู่ที่ด้านล่างของเซลล์อิเล็กโทรไลต์
คลอรีนอิเล็กโทรไลซิส โดยปกติแล้วคลอรีนจะได้มาจากอิเล็กโทรไลซิสของน้ำเกลือ และผลิตไฮโดรเจนและโซดาไฟพร้อมกัน ต้องใช้ไฟฟ้าประมาณ 4,000 องศาเพื่อผลิตคลอรีนหนึ่งตัน กระแสไฟ DC ที่จำเป็นสำหรับกระบวนการคลอรีนอิเล็กโทรลิซิสอยู่ระหว่าง 300-350kA และแรงดันไฟฟ้า DC ที่ต้องการอาจสูงถึง 1000Vdc
เตาอาร์คไฟฟ้ากระแสตรง โรงงานเหล็กสมัยใหม่ขนาดใหญ่หลายแห่งใช้เตาอาร์คไฟฟ้ากระแสตรงเพื่อหลอมเศษเหล็กรีไซเคิล ข้อดีของการใช้เตาอาร์คไฟฟ้ากระแสตรงคือกำลังการผลิตขนาดใหญ่ ประสิทธิภาพการผลิตสูง และเสียงรบกวนต่ำ กระแสไฟฟ้าในกระบวนการของเตาอาร์คไฟฟ้าสำหรับการถลุงเหล็กและเหล็กกล้ามีค่าประมาณ 100kA และโดยทั่วไปแรงดันไฟฟ้าจะสูงกว่า 1,000Vdc โดยทั่วไปกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสจะสะอาด และกระแสโหลดต่อเนื่องจะไหลอย่างต่อเนื่องผ่านเซมิคอนดักเตอร์และฟิวส์ การใช้เตาอาร์คไฟฟ้ามีความแตกต่างกัน คุณลักษณะของกระบวนการผลิตทำให้กระแสโหลดมักจะมีส่วนประกอบของพัลส์ที่รุนแรง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการคำนวณและตรวจสอบอย่างระมัดระวังเมื่อเลือกเซมิคอนดักเตอร์และฟิวส์
เตากราไฟท์ การผลิตผลิตภัณฑ์กราไฟท์หลายชนิด เช่น อิเล็กโทรด ก็ใช้เตาไฟฟ้ากระแสตรงเช่นกัน พารามิเตอร์กระบวนการทั่วไปคือ: โดยทั่วไปแรงดันไฟฟ้าจะไม่สูงกว่า 300V และกระแสไฟฟ้าอาจสูงถึง 160kA การถลุงโลหะอื่นๆ กระแสของกระบวนการในการผลิตโลหะ เช่น ทองแดง สังกะสี ตะกั่ว นิกเกิล และแคดเมียม จำเป็นต้องถูกสร้างขึ้นโดยกระบวนการเรียงกระแสกำลังสูงเช่นกัน