阻容吸收器在铝电解多功能天车电子秤上的应用

所属栏目：微电子论文
发布时间：2012-07-28 11:47:18  更新时间：2023-06-05 17:00:47

[摘要]：结合电解多功能天车运行情况，分析了多功能天车电子秤故障原因，根据实际情况，提出了解决问题的方法。

【关键词】：电子秤; 阻容 ; 设计; 降低; 故障

Abstract: This paper combine with electrolysis multi-function overhead traveling crane operation, analyzes the cause of the failure of the multi-function overhead traveling crane electronic scale, according to the actual situation, proposed solution to the problem.

Key words: electronic scales; RC; design; reduced; failure

中图分类号：文献标识码： A文章编号：2095-2104(2012)01-0020-02

一、概述

电解多功能天车是机、电、液、气一体化的大型铝电解专用机组。要完成预焙阳极铝电解出铝及计量作业。目前，铝电解多功能天车电源采用三相四线制引入, 供电电压为3×(380V±10%)、频率50±0.5Hz。考虑变频器易产生谐波干扰等问题,在大车上设电源隔离干式变压器，电机采用屏蔽型电缆，电子秤采用重庆大学PTM系列电子秤。

二、存在问题

由于电解强磁场，大电流的原因，造成电解多功能天车在运行过程中，容易因电磁干扰，发生杂波及尖峰电流烧损电子秤主电路板电气原件，使电子秤发生故障。

三、原因分析

电解厂铝电解多功能天车电子秤在设计安装时考虑三相电源易产生谐波干扰等问题,在大车上设电源隔离干式变压器，而非线形负荷产生的谐波电流注入电网，使变压器低压侧谐波电压升高，低压侧负荷由于谐波干扰而影响正常工作，另一方面谐波电压又通过供电变压器传递到高压侧干扰其它用户。在三相回路中，谐波电流是零序电流，零序电流在中性线中是相互叠加的。零序谐波电流主要是由三相四线制非线性设备产生的，使供电系统中的中性线电流很大。当中性线上有较大的谐波电流时，中性导线的阻抗在谐波下能产生大的中性线电压降，此中性线电压降以共模干扰形式干扰各种微电子系统的正常工作，使控制设备和精密仪器工作不可靠，故障率高。因而这种方法不能有效的降低电子秤的故障率。同时，由于厂家在设计多功能天车时，未能采取合理的安装技术，使得多功能天车容易发生各部位之间的绝缘破损，造成将直流电(电解槽用直流电为330kA)窜入多功能天车各部位，产生交直流短路现象，烧损电子秤主电路板电气原件，使电子秤发生故障。

四、解决问题的方案

为了解决这些影响电子秤正常工作的问题，就要消除电路中存在的电磁谐波，及交流电路中的直流成分，结果现场调研及多次试验，除解决多功能天车绝缘部位存在的问题，确保电解多功能天车绝缘良好的情况下，为了彻底解决电子秤故障率高的问题，设计了阻容吸收器这种装置，将其加在电子秤交流输入侧，增大整流阻抗使整流重叠角增大，减小高次谐波电流。同时有效过滤电路中的直流成分，从而降低电子秤的故障率，提高天车运行的可靠性和稳定性，保证了正常生产，可最大限度地减少设备备件费用。

阻容吸收器是对真空开关开断产生的操作过电压，专用的保护设备(又称RC保护器)。它是将高压电容器和专用无感线性电阻串联后接入电网的一种吸收过电压的有效电源保护元件。

1、阻容吸收器的滤波原理

2、RC低通滤波电路之输出讯号振幅与频率的关系

3、接入电子秤的RC低通滤波电路

根据幅频、相频特性公式：

分析可知，当f(频率)很小时，A(f)=1，信号不衰减的通过;当f很大时， A(f)=0，信号完全被阻挡，不能通过，满足滤波要求。

五、效果评价

由于本方法只需在电子秤交流输入侧安装阻容吸收器，实现起来简单方便，即便三相电源因其他因素影响而产生高次谐波电流，也不会使电子秤产生较高的故障率，从而保证铝电解多功能天车的正常生产，填充了铝电解多功能天车原始设计工艺上的缺陷，使得铝电解多功能天车的运行更加趋于稳定，所以该发明使用效果良好。

目前，在青海黄河水电再生铝业有限公司电解厂铝电解多功能天车机组上应用一年多以来，电子秤的故障率得到明显下降，电子秤的故障率由原来的7.56%降低到现在的1.31%，年节约了成本约60万余元，同时该装置可推广到其他设备保护中，起到良好的经济效益。

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