Szafa prostownika elektrochemicznego dużej mocy

Oto jego główne cechy:

1. Wysoka moc i wysoki prąd wyjściowy

Ogromna moc: Zwykle odnosi się do mocy wyjściowej prądu stałego wynoszącej od setek kilowatów do kilku megawatów (MW), przy prądzie wyjściowym sięgającym od tysięcy do dziesiątek tysięcy amperów i napięciu od dziesiątek woltów do tysięcy woltów.

Niskie napięcie, wysoki prąd: To najbardziej typowa cecha. Wiele procesów elektrochemicznych (takich jak elektroliza i galwanizacja) wymaga ogromnych prądów (od tysięcy do dziesiątek tysięcy amperów) przy stosunkowo niskim napięciu stałym (od dziesiątek do setek woltów).

2. Wysoka wydajność i oszczędność energii

Ekstremalnie wysoka sprawność konwersji: Nowoczesne prostowniki dużej mocy zazwyczaj wykorzystują tranzystory IGBT jako główne urządzenie przełączające, wykorzystując zaawansowaną technologię PWM (modulacji szerokości impulsu). Całkowita sprawność konwersji zazwyczaj przekracza 95%, a nawet sięga 98-99%. Zapewnia to znaczne oszczędności energii w przypadku urządzeń pracujących nieprzerwanie przez dłuższy czas, co znacznie obniża koszty eksploatacji.

Wysoki współczynnik mocy: Zaawansowana technologia korekcji współczynnika mocy (PFC) może zmniejszyć współczynnik mocy wejściowej do wartości bliskiej 1 (np. > 0,95), zmniejszając wpływ mocy biernej na sieć energetyczną, unikając kar ze strony sektora energetycznego i poprawiając jakość sieci.

3. Niezwykle wysoka stabilność i niezawodność

Wysoka dokładność stabilizacji prądu/napięcia: Możliwość stabilizacji prądu lub napięcia wyjściowego w zakresie ±0,5% lub nawet mniejszym od wartości zadanej. Ma to kluczowe znaczenie dla zapewnienia stabilności procesu reakcji elektrochemicznej i jakości produktu (np. zapewnienia jednorodnej grubości powłoki i czystości produktów elektrolitycznych).

Możliwość ciągłej pracy 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu: Zaprojektowane tak, aby sprostać wymaganiom trudnych warunków przemysłowych i zapewnić długoterminową, nieprzerwaną pracę, urządzenia charakteryzują się bardzo dużym wyborem kluczowych komponentów (takich jak tranzystory IGBT, diody prostownicze i radiatory) oraz dużym marginesem bezpieczeństwa.

Wielorakie mechanizmy ochrony: Oferuje kompleksowe funkcje ochrony, w tym:

Zabezpieczenie nadprądowe

Ochrona przeciwprzepięciowa

Zabezpieczenie podnapięciowe

Zabezpieczenie przed przegrzaniem (monitoruje temperaturę radiatora i transformatora)

Ochrona przed utratą fazy

Zabezpieczenie przed ciśnieniem/przepływem wody (dla systemów chłodzonych wodą)

Zabezpieczenia te działają szybko (w ciągu mikrosekund lub milisekund), zapobiegając uszkodzeniom sprzętu na skutek awarii.

4. Precyzyjne możliwości sterowania i regulacji

Cyfrowe inteligentne sterowanie: Główny sterownik zwykle wykorzystuje procesor sygnałowy DSP (Digital Signal Processor) lub PLC, co umożliwia precyzyjny, łagodny start/stop i automatyczne przełączanie między wieloma trybami pracy (stały prąd, stałe napięcie, stała moc).

Elastyczne interfejsy komunikacyjne: Standardowe interfejsy komunikacyjne RS485 i Ethernet obsługują protokoły przemysłowe, takie jak Modbus i Profibus. Można je łatwo zintegrować z fabrycznym systemem DCS lub SCADA w celu zdalnego monitorowania, gromadzenia danych i scentralizowanego zarządzania.

Automatyzacja i programowanie: Można wstępnie ustawić wiele krzywych procesu, automatycznie dostosowując parametry wyjściowe do różnych produktów lub etapów procesu, aby osiągnąć automatyzację produkcji.

5. Duża zdolność rozpraszania ciepła

Ze względu na ogromną moc, straty ciepła generowane przez urządzenie są znaczne, dlatego też kluczowym elementem konstrukcji jest system odprowadzania ciepła.

Chłodzenie wodne jako metoda podstawowa: Większość szaf prostowniczych dużej mocy wykorzystuje zamknięty obieg chłodzenia czystą wodą lub układ chłodzenia wtórnego "woda-woda" lub "woda-powietrze." Ta metoda zapewnia wyjątkowo wysoką wydajność rozpraszania ciepła, zwartą konstrukcję i skutecznie zapobiega przedostawaniu się kurzu i gazów korozyjnych do wnętrza szafy.

Chłodzenie powietrzem: Wymuszone chłodzenie powietrzem można stosować w niektórych zastosowaniach o niższej mocy lub w bardziej sprzyjających warunkach, ale kanały powietrzne muszą być utrzymywane w czystości.

6. Projektowanie dla trudnych środowisk przemysłowych

Wysoki stopień ochrony: Szafa zazwyczaj ma stopień ochrony IP54 lub wyższy, zapewniając ochronę przed pyłem i zachlapaniem oraz dostosowując się do wilgotnych, zapylonych środowisk przemysłowych warsztatów.

Konstrukcja odporna na korozję: W środowiskach, w których występują gazy korozyjne, np. w przemyśle chemicznym i metalurgicznym, szczególną uwagę zwraca się na materiał obudowy i obróbkę powierzchni, np. stosując stal nierdzewną lub powłokę proszkową.

Wysoka odporność na zakłócenia: Urządzenia energoelektroniczne same w sobie są źródłem zakłóceń i są podatne na zakłócenia. Konstrukcja urządzenia charakteryzuje się doskonałą kompatybilnością elektromagnetyczną (EMC), odporną na zakłócenia spowodowane wahaniami napięcia w sieci elektroenergetycznej i innymi urządzeniami polowymi, a jednocześnie tłumiącą własne zakłócenia harmoniczne w sieci elektroenergetycznej.

7. Modułowa i redundantna konstrukcja

Struktura modułowa: Wiele systemów prostowników dużej mocy składa się z wielu modułów prostownika połączonych równolegle. Zalety takiej konstrukcji to:

Łatwość konserwacji: W przypadku awarii pojedynczego modułu można go wymienić bez wpływu na działanie pozostałych modułów.

Nadmiarowość N+1: Można skonfigurować moduł zapasowy; jeśli którykolwiek z działających modułów ulegnie awarii, moduł zapasowy automatycznie przejmuje jego funkcje, co znacznie zwiększa dostępność i niezawodność systemu.

Elastyczna rozbudowa mocy: Możliwość łatwego dodawania modułów w celu zwiększenia wydajności systemu w zależności od potrzeb produkcyjnych.