Tasasuuntaaja on elektrolyyttisen alumiinitehtaan ydinlaitteisto. Kun se on otettu käyttöön, sitä ei enää sammuteta. Tämä artikkeli keskittyy nopeiden sulakkeiden soveltamiseen suuritehoisissa tasasuuntauslaitteissa elektrolyyttisessä alumiiniteollisuudessa.
1 Johdanto
Korkeaparametrista nopeaa sulaketta käytetään pääasiassa suuritehoisten puolijohdelaitteiden suojaamiseen. Tyypillinen tämän tyyppinen puolijohdelaite on suuritehoinen tasasuuntaaja, joka käyttää diodeja tai tyristoreita vaihtovirran muuntamiseen DC:ksi. Suuritehoiselle tasasuuntaukselle on monia teollisia sovelluksia, ja tässä artikkelissa mainitaan vain osa niistä.
2. Suuritehoiset tasasuuntaajan sovellukset
Alumiinin elektrolyysi Metallialumiinia valmistetaan pääasiassa elektrolyysillä. Monet alumiinitehtaat maailmassa laajentavat tuotantoaan parantaakseen tehokkuutta ja vastatakseen markkinoiden alumiinin kysyntään. Alumiinin elektrolyysiprosessi on se, että alumiinioksidi (Al2O3) käy läpi elektrolyyttisen reaktion elektrolyysikennossa alumiinin ja hapen muodostamiseksi: 2 Al2O3+3C→4Al+3CO2
Elektrolyyttikenno on suuri ja matala terässäiliö, jonka sisällä on hiilikerros. Eri elektrolyyttikennot on kytketty sähköisesti sarjaan. Jokaisessa elektrolyyttikennossa tasavirta virtaa sulaan alumiinioksidielektrolyyttiin grafiittianodin läpi ja sitten ulos elektrolyyttikennon vuoraavan hiilikatodin läpi ja tulee seuraavan elektrolyyttikennon anodiin ja niin edelleen. Sähkövirran vaikutuksesta alumiinioksidissa oleva happielementti erotetaan ja yhdistetään hiilen kanssa elektrolyysikennon yläosassa hiilidioksidin muodostamiseksi, ja nestemäinen alumiini kerrostuu elektrolyyttikennon pohjalle.
Kloorielektrolyysi Tavallisesti suolaveden elektrolyysistä saadaan klooria, jolloin syntyy samanaikaisesti vetyä ja natriumhydroksidia. Yhden klooritonnin tuottamiseen kuluu noin 4000 astetta sähköä. Kloorielektrolyysiprosessiin tarvittava DC-prosessivirta on välillä 300-350kA, ja vaadittu tasajännite voi olla jopa 1000 Vdc.
DC-sähkökaariuuni Monet suuret nykyaikaiset terästehtaat käyttävät DC-sähkökaariuuneja kierrätetyn teräsromun sulattamiseen. Tasavirtakaariuunin käytön etuja ovat suuri tuotantokapasiteetti, korkea tuotantotehokkuus ja alhainen melu. Valokaariuunin prosessivirta raudan ja teräksen sulatuksessa on noin 100 kA ja jännite on yleensä yli 1000 Vdc. Elektrolyysiprosessi on yleensä puhdas, ja jatkuva kuormitusvirta kulkee tasaisesti puolijohteen ja sulakkeen läpi. Valokaariuunien käyttökohde on erilainen. Niiden valmistusprosessin ominaisuudet tekevät kuormavirrassa usein vakavia pulssikomponentteja, joten puolijohteita ja sulakkeita valittaessa tarvitaan erittäin huolellista laskelmaa ja varmennusta.
Grafiittiuuni Monien grafiittituotteiden, kuten elektrodien, valmistuksessa käytetään myös tasavirtauunia. Tyypillisiä prosessiparametreja ovat: jännite ei yleensä ole korkeampi kuin 300 V ja virta voi olla jopa 160 kA. Muu metallisulatus Metallien, kuten kuparin, sinkin, lyijyn, nikkelin ja kadmiumin tuotannossa prosessivirrat on myös tuotettava suuritehoisella tasasuuntausprosessilla.