试探影响真空自耗电极熔炼炉供电直流电源稳定性的因素

速度慢，调节特性软时，虽可使弧压在波动范围降低，但电流稳定度不够，弧压的大范围波动将使操作人员无法判断有否侧弧产生，对安全生产造成很大危害，另应看到，这种状况不论对凝壳炉还是自耗炉都会影响弧光颜色，由于此时看到的仅是从图4中两个相对扣的碗状球面缝隙中透出的很小一部分弧光，而不是真正的弧，影响操作人员对弧压的判断且无法压低弧压进行低弧压熔炼，其原因在于尽管中心弧长很长，但稍以压弧边上便短路，使弧压无法压低。

　　4.2 实验验证

　　为了验证上述分析，我们应用研制的国内首套60kA/80V凝壳炉电源，针对不同的坩埚比在500kg和150kg凝壳炉中进行了试验，该电源系统应用四台15kA的6脉波可控整流直流电源并联构成24脉波，由两套独立的12脉波电源构成，图5与图6分别给出了多次实验中通过计算机采集系统采集的最有代表性的典型电压电流波形，其中图5应用锭子外径为Φ280，坩埚内径为Φ460，坩埚比σ为0.6087，而图6应用锭子外径为Φ350，坩埚内径为Φ460，坩埚比σ为0.761，使用电流前者为30kA，而后者为30kA、35kA、40kA 3个台阶，弧压前者平均值为48V，且大范围波动，而后者平均值仅42V，波动范围小，所用模拟电压前者波动频率很高，而后者虽有波动但频率很低，电流闭环调节器的参数又完全相同，实验验证

　　5.结论

　　综上分析，我们可得下述几点结论：

　　1)真空熔炼用直流电源以整流变压器二次相控整流电流闭环控制的方案效果最好。

　　2)影响真空熔炼用直流电源输出电压与电流稳定性的因素很多，坩埚比对弧压和电流稳定性的影响很

　　大，国内以往的坩埚比范围数据为0.6～0.75，从节能及稳定输出角度考虑应靠近0.75来选取。

　　3)无论是自耗炉还是凝壳炉，锭子外沿至坩埚内壁的间距应以50～60mm为较佳值。

　　参考文献

　　[1] 李宏 浅谈我国真空熔炼用直流电源的发展(J)，电源技术应用，2010，NO.

　　[2] 李 宏著 常用电力电子变流设备的调试与维修基础(M)，北京，科学出版社，2011

　　[3] 马开道 稀有金属熔炼工艺及装备(M)，北京，冶金工业出版社，2011

　　作者简介：

　　李宏，男，现年52岁,西安石油大学电子工程学院教授，发表论文200多篇，出版专(编)著15部，获中国人民解放军空军科技进步三等奖1项。现兼任中国电工技术学会电力电子学会理事、中国电工技术学会电气节能研究会理事、中国电源学会特种电源专业委员会常务委员、中国电工技术学会电力电子学会学术委员会委员、陕西省电源学会常务理事、主要研究方向为电力电子技术、电气传动技术、特种电源技术及专用集成电路的开发和应用技术。主持设计与电力电子有关的工程项目近110个，研制开发的电力电子成套装置380多台套，运行于国内电力、冶金、化工、石油、机械、电子、核工业、军工等行业，并已出口到东南亚，还装备了中国人民解放军空军导弹部队及陆军科研所，开发的晶闸管、GTR、IGBT专用驱动控制板累计在全国销售15000多块，主编的实用电力电子技术资料在全国28个省市销售近30000多册