איך לשפר את יעילות הממצע הטרנספורמציה? טיפים עיקריים

אמצעי אופטימיזציה להגדלת יעילות מערכת הממירים

מערכות ממירים כוללות ציוד מגוון ורחב, ולכן מספר גורמים משפיעים על יעילותן. לכן, בשאלה של תכנון, יש לנקוט בגישה מקיפה.

• הגדלת מתח ההעברה עבור עומס הממיר
  התקנות ממירים הן מערכות המרה עוצמתיות של חשמל חילופין לישר שדורשות כוח רב. הפסדי העברת החשמל משפיעים ישירות על יעילות הממיר. הגברת מתח ההעברה באופן מתאים מפחיתה את הפסדי הקו ומגבירה את יעילות הממרה. בדרך כלל, עבור מפעלים שמפיקים פחות מ-60,000 טונות של סודה קשוחה בשנה, מומלץ להשתמש במתח העברה של 10 kV (ולמנוע שימוש ב-6 kV). עבור מפעלים מעל 60,000 טונות לשנה, יש להשתמש במתח העברה של 35 kV. עבור מפעלים שמעל 120,000 טונות לשנה, נדרש מתח העברה של 110 kV או גבוה יותר.

• שימוש בטרנספורמיטורי ממיר עם צניחה ישירה
  בדומה לעקרונות ההעברה, מתח הכניסה של טרנספורמיטור הממיר צריך להתאים למתח ההעברה. מתח צניחה ישיר גבוה יותר פירושו זרם נמוך יותר בקיתור מתח גבוה, מה שמוביל לאיבוד חום נמוך יותר ויעילות טרנספורמיטור גבוהה יותר. כאשר אפשר, יש להשתמש במתח העברה גבוה יותר וטרנספורמיטורי ממיר עם צניחה ישירה.

• הקטנת טווח שינוי הטפחים של טרנספורמיטור הממיר
  טווח שינוי הטפחים משפיע משמעותית על יעילות הטרנספורמיטור; טווח קטן יותר מביא ליעילות גבוהה יותר. אין להגדיל את הטווח (למשל, עד 30%-105%) מבלי לחשוב על הנושא, כדי לקלות את השמה בהדרגה. לאחר הפקה מלאה, טרנספורמיטורים מתפעלים בדרך כלל בין 80%-100%, מה שמאפשר לטפחים נוספים לגרום לאיבודים קבועים. טווח של 70%-105% הוא מתאים. ניתן להפחית את זה גם כן באמצעות החלפת מתח גבוה בתצורת כוכב משולש והתזמון באמצעות תריסטורים, כך שהטווח יהיה 80%-100%, מה שמגביר משמעותית את היעילות.

• שימוש בטרנספורמיטורי ממיר טבולים עם התקררות עצמית
  שימוש בטרנספורמיטורי ממיר טבולים עם התקררות עצמית חוסך את האנרגיה החשמלית שנצרכת על ידי המאווררים. אם כי יצרנים לעתים מתכננים טרנספורמיטורים בעוצמות גדולות עם התקררות בכפייה של שמן אוויר, ניתן פשוט להגדיל את הרדיטורים. בשילוב עם התקנה בחוץ כדי להגביר את הפזרת החום, הטרנספורמיטור יכול לפעול בצורה אמינה ללא התקררות בכפייה.

• אמץ התקנה "מכלילה מישורית" עבור ציוד הממיר
  התקנה של טרנספורמיטור הממיר, מארון הממיר והאלקטרוליזר בצורה "מכלילה מישורית" מפחיתה את אורך מסילות הכוח החילופין והישר, מה שמפחית את איבודי ההתנגדות ומגביר את יעילות המערכת. ספציפית, יש להניח את כל שלושת המרכיבים באותה רמה ובקירבה אחת לשנייה, כדי ליצור יחידה קומפקטית. יש לחבר את היציאה הצדדית של הטרנספורמיטור למארון הממיר באמצעות מסילות כוח קצרות מאורך 1.2 מטר, ולהוביל את היציאה התחתונה של המארון ישירות לאלקטרוליזר דרך מסילות כוח תת-קרקעיות.

• הימנע מחיבורים גמישים בהתקנת מסילות הכוח
  המכלילה המישורית מובילה לחיבורים קצרים בין הטרנספורמיטור למארון ובין מנעולי הכוח הישר, מה שמפחית את הרחבת החום. חיבורים קשיחים הם מספיקים, תוך שמירה על בטיחות והסרת האיבודים המשויכים לחיבורים גמישים והחיבורים הנוספים שלהם, מה שמגביר את היעילות.

• שימוש בצפיפות זרם נמוכה יותר במסילות הכוח
  צפיפות הזרם הכלכלית עבור מסילות כוח חילופין וישר היא 1.2–1.5 A/mm². בחירת צפיפות נמוכה יותר (1.2 A/mm², ואפילו 1.0 A/mm²) מאפשרת חיסכון אנרגיה אופטימלי.

• שימוש במסילות כוח עם יחס גובה-רוחב גדול מ-12
  מסילות כוח עם יחס גובה-רוחב העולה על 12 יש להם שטח פיזור חום גדול יותר, מה שמוביל לטמפרטורות פעולה נמוכות יותר, מוליכות טובה יותר, איבודים התנגדותיים נמוכים יותר ויעילות גבוהה יותר.

• החלת ואסелиין בנקודות הדחיסה של מסילות הכוח
  יש להבטיח שטח מגע מספיק בנקודות הדחיסה של מסילות הכוח (שמחזיק את צפיפות הזרם מתחת ל-0.1 A/mm²), לשמור על משטח שטוח חלק. יש להחיל ואסליין למנוע חמצון נחושת וקשר גרוע, מה שגורם לאיבוד כוח. אל תשתמשו במריח חשמלי, מכיוון שהבסיס הזעיר שלו מתנדף בטמפרטורות גבוהות, מה שגורם לתרכובת חצי מתכתית להתקשה ול sàngר מוליכות, מה שגורם לחימום נוסף.

• בחירת מארוני ממיר דיודה סיליקון בהתאם
  מארוני ממיר דיודה סיליקון יעילים ביותר ב-3–4% ממארוני תריסטורים. כאשר מספר מארוני ממיר פועלים במקביל, ניתן להוסיף מארון סיליקון אחד כדי להפחית את הצריכה ולהגביר את היעילות.

• שימוש במארוני ממיר עם התקנים בעוצמה גבוהה
  שימוש ב-2–3 התקנים בעוצמה גבוהה לכל זרוע גשר משפר את חלוקת הזרם, מפחית את איבודי הכוח של התקנים ומגביר את יעילות הממרה.

• אמץ מארוני הבקרה של הממיר בשליטה מספרית (NC)
  שליטה מספרית מאפשרת תזמון מדויק יותר של הממיר, ריפל מתח ישר נמוך יותר ויציבות גבוהה יותר של הזרם הישר. זה מועיל לפעילות האלקטרוליזר ומגביר את יעילות האלקטרוליזה.

• פעולת תריסטורים במצב הולך מלא
  במהלך פעילות, יש לשמור על זווית ההצתה של התריסטור מתחת ל-10° כדי לשמור על מצב הולך כמעט מלא. זה מפחית את האיבודים הפנימיים של ממרה תריסטור ומגביר את יעילותו.

• הקטנת זווית השוליים של מארון הממיר של התריסטור
  זווית השוליים (זווית חופפת) קשורה באופן הדוק לפקטור הכוח הטבעי של מערכת הממיר. זווית שוליים קטנה יותר מביאה לפקטור כוח גבוה יותר (במיוחד כאשר זווית ההצתה α קטנה). במהלך השמה, יש להקטין את זווית השוליים תוך שמירה על פעולה надежная. זווית α קטנה שומרת על התריסטורים במצב הולך כמעט מלא.

• שימוש בשני או יותר טרנספורמיטורי ממיר במקביל
  עבור עומסים ישרים בעוצמה גבוהה, יש להשתמש בשני או יותר טרנספורמיטורי ממיר במקביל. זה מפחית את התנגדות השקילה ואת הזרם המעגלי במהלך העברה בין טרנספורמיטורים, מפחית את האיבודים הכוללים ומגביר את היעילות.

• שימוש במנעולי כוח ישר בעוצמה מוגברת
  מנעולי כוח ישר מייצרים חום משמעותי תחת עומס מלא. בחירת מנעול בעוצמה גבוהה יותר בדרגה אחת מספקת חיסכון אנרגיה. לדוגמה, יש להשתמש במנעול בעוצמה של 31,500 A עבור עומס של 25,000 A, או במנעול בעוצמה של 40,000 A עבור עומס של 30,000 A.

• שימוש חיישני כוח ישר גדולים יעילים אנרגטית
  חלק מהחיישנים הגדולים דורשים אספקת חשמל חילופין לצורך השוואת זרם אפס, מה שמשתתף באנרגיה נוספת. חיישני הול (Hall) הם מועדפים; הם מפלטים ישירות אות DC של 0–1 V למכשיר הצג בלי צריכה של אנרגיה נוספת.

• עיצוב עבור ממרה רב-פאזה
  כאשר אפשר, יש להשתמש בממרה רב-פאזה. עבור טרנספורמיטור בודד, יש להשתמש בממרה 6 פולסים (גשר שלושה פאזה או כוכב הפוך כפול עם ריאקטור איזון, שניהם במקביל הפוך). עבור שני טרנספורמיטורים או יותר, יש להשתמש בממרה שקול של 12 או 18 פולסים. זה מדכא באופן יעיל הרמוניות מסדר נמוך, מה שמגביר את יעילות הממרה.