Ispravljač je osnovna oprema tvornice elektrolitičkog aluminija. Nakon što se pusti u pogon, više nije dopušteno gašenje. Ovaj se članak fokusira na primjenu brzih osigurača u ispravljačkoj opremi velike snage u elektrolitičkoj industriji aluminija.
1 Uvod
Brzi osigurač visokih parametara uglavnom se koristi za zaštitu poluvodičke opreme velike snage. Tipični poluvodički uređaj ove vrste je ispravljač velike snage koji koristi diode ili tiristore za pretvaranje izmjenične struje u istosmjernu. Postoje mnoge industrijske primjene ispravljanja velike snage, a ovaj članak spominje samo neke od njih.
2. Primjene ispravljača velike snage
Elektroliza aluminija Metalni aluminij se uglavnom proizvodi elektrolizom. Mnoge tvornice aluminija u svijetu proširuju svoju proizvodnju kako bi poboljšale učinkovitost i zadovoljile potražnju tržišta za aluminijem. Proces elektrolize aluminija sastoji se u tome da aluminijev oksid (Al2O3) prolazi kroz elektrolitičku reakciju u elektrolitičkoj ćeliji da bi se proizveli aluminij i kisik: 2 Al2O3+3C→4Al+3CO2
Elektrolitička ćelija je veliki i plitki čelični spremnik s ugljičnim slojem iznutra. Različite elektrolitičke ćelije električno su spojene u seriju. U svakoj elektrolitičkoj ćeliji istosmjerna struja teče u rastaljeni elektrolit aluminijevog oksida kroz grafitnu anodu, a zatim teče kroz ugljikovu katodu koja oblaže elektrolitičku ćeliju i ulazi u anodu sljedeće elektrolitičke ćelije, i tako dalje. Pod djelovanjem električne struje element kisika u aluminijevom oksidu se odvaja i spaja s ugljikom u gornjem dijelu elektrolitičke ćelije u ugljični dioksid, a tekući aluminij taloži se na dnu elektrolitičke ćelije.
Elektroliza klora Obično se klor dobiva elektrolizom slane vode, a istodobno se proizvode vodik i kaustična soda. Za proizvodnju jedne tone klora potrebno je oko 4000 stupnjeva električne energije. Istosmjerna procesna struja potrebna za proces elektrolize klora je između 300-350kA, a potrebni istosmjerni napon može biti čak 1000 Vdc.
Istosmjerna elektrolučna peć Mnoge velike moderne čeličane koriste istosmjerne elektrolučne peći za topljenje recikliranog čeličnog otpada. Prednosti korištenja istosmjerne elektrolučne peći su veliki proizvodni kapacitet, visoka učinkovitost proizvodnje i niska buka. Procesna struja elektrolučne peći za taljenje željeza i čelika je oko 100 kA, a napon je općenito veći od 1000 Vdc. Proces elektrolize općenito je čist, a kontinuirana struja opterećenja ravnomjerno teče kroz poluvodič i osigurač. Primjena elektrolučnih peći je različita. Karakteristike njihovog proizvodnog procesa čine da struja opterećenja često ima ozbiljne impulsne komponente, tako da su pri odabiru poluvodiča i osigurača potrebni vrlo pažljivi proračuni i provjere.
Grafitna peć Proizvodnja mnogih grafitnih proizvoda, kao što su elektrode, također koristi peć za istosmjernu struju. Tipični procesni parametri su: napon općenito nije viši od 300 V, a struja može biti čak 160 kA. Ostalo taljenje metala Procesne struje u proizvodnji metala kao što su bakar, cink, olovo, nikal i kadmij također se moraju generirati postupkom ispravljanja velike snage.