铝电解电容器范文

铝电解电容器篇1

【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。

作者简介：满朝元 男生于1969.4

毕业于西北师范大学计算机科学计算机及应用专业，大学本科学历，多年来一直从事设备管理工作，有丰富的设备管理经验与基础。现青海黄河水电再生铝业有限公司任计算机主任工程师

铝电解电容器篇2

关键词：供电; 整流系统; 工程总承包; 组织实施; 孤岛运行

Abstract: in this article, through India three aluminum smelter power supply, rectifier system in design, organization and implementation, the description of the operating, etc, this paper summarizes the domestic power grid reality facing India, aluminum smelter in power plant, the main electrical wiring design, selection of generator to face the characteristics of the operation of the island.

Keywords: power supply; Rectifier system; Engineering contracting; Implementation; Island operation

中图分类号：U223 文献标识码：A 文章编号：

我国某设计院从2002年开始向印度出口电解铝工艺技术，在印度承接铝冶炼工程设计和工程总承包工作，本文选择其为印度先后实施的三个项目的供电、整流系统进行总结，得到印度铝冶炼供电、整流系统设计、组织实施及运行的特点。三个项目规模及投运时间如下表：

P1项目供电、整流系统设计方案

1.1项目用电负荷及供电条件

P1项目包括一个电解系列以及配套阳极生产系统和其他辅助设施，用电负荷为：

根据P1项目的负荷性质及负荷计算结果，项目需要连续稳定的电力负荷约为410MW，对电源的电量保证提出了极高的要求。铝电解生产系列属于不间断连续运转的一级电力负荷，因此要求供电电源应具有很高的可靠性。

为满足电解槽系列生产负荷的重要性，对电源提出的要求，P1项目配套建设一座燃煤的自备热电厂。在自备热电厂与冶炼厂之间建设一个公共露天开关站，作为连接电厂、铝冶炼厂的枢纽，电压等级确定为220kV。开关站通过1到2回架空线路与附近国家电网220kV变电站进行联络，取得应急备用电源。

220kV公共露天开关站同时是冶炼厂变电、整流系统的配电装置，因此开关站还具备对整流机组进行投入和切除控制的功能。

自备热电厂的建设规模为4台135MW汽轮发电机，它们通过4台变压器升压至220kV后与公共露天开关站连接。当其中一台汽轮发电机机组检修或因故停运时，其余三台机组完全能满足电解铝厂的用电需要。公共露天开关站向电厂返送2回220kV线路作为电厂自用电电源。

此外，为了给冶炼厂厂区的所有辅助用电负荷提供电力，在公共开关站还将设置2台容量为37.5MVA的220/11kV辅助电力变压器。

1.2220kV变电、整流所主接线

本公共开关站共有16回220kV进出线，采用“双母线接线”主接线方式。变电、整流所共设置19个220kV配电间隔，附图为该站“双母线接线图”，220kV配电装置的布置采用AIS屋外布置方式。

220kV变电、整流所配置五套整流装置，向铝电解系列直流负荷提供系列电压1300VDC,系列电流320kA的直流电源。每套整流装置由5组单台通过容量约为115MVA直流输出功率为111.8MW的调压变压器、整流整流，整流器及其辅助设备以及5套滤波器构成；还配置2台容量为37.5MVA的辅助电力变压器(220kV/11kV)，通过与辅助电力变压器相邻布置的11kV中央配电所向全厂辅助电力用电负荷及整流变电所所用电负荷提供电力。

根据P1项目电解系列直流负荷的用电量、负荷性质，该项目的铝电解整流装置按下表配置：

整流装置运行方式：在正常情况下，整流装置的5台机组同时运行，整流系统向电解槽系列提供等效脉波数为60的直流电力 (对称运行方式)，对于抑制谐波电流和改善整流变电所220kV母线谐波电压畸变极为有利。当其中1台机组因维修或故障退出运行时，其余4台机组能满足电解系列所需的全部直流电力供应 (非对称运行方式)。

1.3 220kV整流所设备布置方式

220kV配电装置、滤波补偿装置(PFC’s)为屋外布置方式(AIS)；调压-整流变压器组、硅二极管整流器及其控制调节设备为半屋外布置，图示为一个整流机组间隔的“整流机组室布置图”及“整流机组室断面图”。调压整流变压器组前方敞开，变压器与整流器间没有隔墙，有利于变压器、整流器及母线散热，有利于调压变压器与整流变压器、整流器间母线配置，有利于整流机组正常运行，是值得国内整流所配置借鉴的，另外，在单元间隔内配置机组的电源、控制与保护系统，形成单机组子站方式，控制结构清晰合理，单元信息通过通讯与整流所SCADA系统连接。

2.P1项目220kV变电、整流所组织实施

P1项目220kV变电、整流所划分为“220kV露天开关站”及“220kV整流系统”两个标段，均实行EPC总承包。承包商根据设计院提供的基本设计文件及设备技术规格书要求进行合同工程的详细设计、设备采购、制造、建设及安装、调试以及开车并交钥匙等流程。

通过印度业主在印度国内招标，最终确定220kV整流变电站的EPC总承包合同授予SIEMENS和ABB两家公司。EPC总承包范围划分如下：

SIEMENS公司负责“220kV露天开关站”标段，其中包含220kV断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器以及220kV整流变电站的主控制楼二次设备和辅助供电系统等设备的制造、运输、安装、调试和开车。另外也包括了所有的混凝土设备基础、钢制母线构架、露天电缆沟、避雷针 (塔) 以及带电设备的防护围栏等电工建筑物和构筑物的制作及施工。

ABB公司负责提供“220kV整流系统”标段，其中包含调压、整流变压器及其冷却器、饱和电抗器、整流器及其冷却器、功率因数补偿装置 (兼谐波滤波器)、控制柜、测量柜以及直流大电流隔离开关等设备的制造、运输、安装、调试和开车。也包括了所有的混凝土设备基础、整流机组间隔防火墙、整流机组间隔顶棚以及带电设备的防护围栏等电工建筑物和构筑物的制作及施工。

3.P1项目220kV变电、整流系统运行

自从P1项目电解系列于2005年1月正式送电投产的一段时间内，由于投入运行的时间不长，发电机组尚未进入稳定运行期，设备故障或操作失误在所难免;电解设备也处于试运行期，工人操作不熟练，经常发生持续时间大约为1小时左右停电事件，中断对电解系列的正常供电，虽然这种短时停电对系列没有造成大的影响，但对系列正常运行和系列其它槽子投入生成产生不良后果。

由于印度国内的现实条件，国家电网结构不强大，无法支撑铝冶炼企业的正常供电需求，所以，P1项目配套建设了4x13.5MW的发电厂。自备电厂作为铝厂的电源，几乎没有其它负荷，而铝电解系列负荷特点是稳定的，如果发生故障，所有负荷全部跳闸断开。当发电厂发生一台机组故障，一台发电机装机容量达铝厂负荷的三分之一，可能引起电解系列跳开，反过来使其它发电机组没有负荷而停机；另一方面，如果由于电解系列故障跳开，电厂由于没有负荷而被憋死。虽然，电厂和铝厂合用一个开关站，可以缩短故障后的恢复时间，却放大了上述事故的概率。

P2项目情况

用电负荷及供电条件

P2项目包括两个电解系列以及配套阳极生产系统和其他辅助设施，用电负荷计算结果：

为满足电解槽系列生产负荷的重要性对电源提出的要求，P2项目配套建设一座燃煤的自备热电厂。自备热电厂的建设规模为9台135MW汽轮发电机，它们通过9台变压器升压至220kV，在自备发电厂自建220kV开关站。每4台发电机满足一个系列的负荷需要，其中一台发电机公共备用，发电厂开关站与国家电网变电站通过两回线路连接。

220kV变电、整流所主接线

P2项目按照每个系列单独配置220kV配电装置，设置各自的开关站，每个开关站共有9回220kV进出线，采用“双母线接线”主接线方式。变电、整流所共设置12个220kV配电间隔。

220kV变电、整流所仍然配置五套整流装置，向铝电解系列直流负荷提供系列电压1380VDC,系列电流320kA的直流电源。每套整流装置由5组单台容量为146MVA的调压变压器、整流变压器，整流器及其辅助设备以及5套滤波器构成

该项目的铝电解整流装置按下表配置：

P2项目和P1项目比较

由于印度国家电网结构不稳定、不强大，企业仍然自建发电厂，设置9台135MW汽轮发电机，它们通过9台变压器升压至220kV，在发电厂自建220kV开关站，和铝厂开关站完全分开，分别向两个系列提供双回220kV电源，减小相互扰乱，保证受电、供电可靠性。铝厂两个系列完全分开，相当于两个用电点，对发电厂运行有好处，而每个铝厂电气接线相对简单，对运行、操作都有好处，是比P1项目供电、整流系统先进的设计思路。电解直流系列比P1增加了电解槽数量，增加了产能，负荷也增加了。

P2项目组织实施和P1项目类似，开关站部分由SIEMENS公司总承包，整流系统由ABB公司完成，不同的是调压、整流变压器组由中国一家工程公司总承包，降低工程成本，同时中国工程公司也开始介入印度铝工程承包和设备供应。

虽然P2项目在设计上将发电厂和铝厂间电气分开，对相互影响减小，但不能根除“孤岛运行”方式下铝冶炼企业如P1项目一样的问题，所以，系列正常生产面临同样挑战。

P3项目情况

用电负荷及供电条件

P3项目包括4个电解系列以及配套阳极生产系统和其他辅助设施，用电负荷计算结果：

为满足电解槽系列生产负荷的要求，P2项目配套建设一座燃煤的自备热电厂，自备热电厂的建设规模为4台600MW汽轮发电机，它们通过4台变压器升压至400kV，在自备发电厂自建400kV开关站。发电厂开关站与国家电网变电站通过两回线路连接，输出两回400kV线路作为铝冶炼厂电源。

400/220kV变电、整流所主接线

P3项目4个系列配置一个变电、开关站，两回400kV进入后，配置双母线接线，设置五回400/220kV降压变压器出线，通过5组3个单相变压器降压到220kV作为电源进线, 220kV采用“双母线分段接线”主接线方式：两回分别作为两个系列的电源，第五回进线作为公共备用，分别以隔离开关和左右双母线连接，4个系列共24回220kV整流机组出线。

每个系列配置6套整流装置，提供系列电压1560VDC,系列电流350kA的直流电源。每套整流装置由6组单台容量为142MVA的调压变压器、整流变压器，整流器及其辅助设备以及6套滤波器构成。

该项目的铝电解整流装置按下表配置：

P3项目和P1、P2项目比较

同样，由于印度国家电网问题，企业只有自建发电厂，设置4台600MW汽轮发电机，在发电厂自建400kV开关站，和铝厂开关站完全分开，向铝冶炼厂提供双回400kV电源。铝厂开关站接线很复杂，配置了400kV/220kV两级双母主接线，400/220kV降压变压器为单相变压器，220kV还配置了一回外联线路，希望在发电厂没有投运时通过外联线路开始投运新建工程。由于采用GP350电解槽，而且单系列产量大幅提高，要求的直流电能大幅提高，整流机组配置了6组，比 P1、P2多一组。

P3项目组织实施，整个供电系统基本由ABB公司总承包，SIEMENS公司完全退出；和P2项目一样，调压、整流变压器组由中国两家工程公司总承包，分别负责两个系列。

本项目已完成工程量的80-90%，其中两台发电机开始发电，冶炼厂一系列电解系列开始投运。对铝冶炼厂负荷来说，本项目由于发电机组容量过大，电气接线很复杂，同时，铝厂220开关站四个系列共用，项目完全投运后，不能根除“孤岛运行”方式下铝冶炼企业一样的问题，而本项目供电的复杂性，还将面临更大的问题，电解系列生产将面临更大挑战。

6.结语

印度国内电力发展还处于初级阶段，国家电网结构不强大，铝冶炼企业要建设工厂必须自己同时建设自备发电厂，铝冶炼厂负荷特点是用量大，负荷稳定，开断操作频繁，特别是工程投运初期。除铝冶炼负荷外，发电厂几乎没有其它负荷，和国家电网连接弱，其运行方式为“孤岛运行”。这种运行方式不可避免出现由于电厂侧或铝厂侧故障而跳开电源，发电机停机，全厂停电的事故频繁发生。

为减小发电厂、铝冶炼厂间的相互影响，避免共用开关站，铝冶炼厂一侧开关站电气主接线应相对简单，有几条生产线（电解系列），要单独设置开关站，形成发电厂多个用电点，另一方面，对于发电厂，发电机组装机容量不要过大，采用多机组配置，一台机组故障停电对铝冶炼厂影响不大，不会造成一系列连锁反应。

参考文献：

【1】尹飞;江培海;王成彦 矿浆电解法浸出大洋多金属结核的研究 [期刊论文] -矿冶2004(04) .

铝电解电容器篇3

关键词：电解；烟气净化效率；VIR反应器；气固比

Abstract: This article is to present the flue gas purification system efficiency is not high, higher consumption of alumina based on, combined with the purification of China's current aluminium electrolysis industry system application to advanced purification process, finally, on how to make the electrolysis flue gas purification efficiency is improved and the alumina consumption carried out some exploration.Keywords: electrolysis; flue gas purification efficiency; VIR reactor; gas solid ratio

中图分类号：TM535+.1 文献标识码：A

一、引言

中国铝业公司的某公司目前有270台160KA的预焙阳极铝电解槽，这些电解槽每台的烟气量可高达5998m3/h，此公司是应用2套干净化系统对电解槽烟气进行净化，一套干法净化系统可以对一百三十台电解槽进行烟气净化处理。理论设计是通过运用两点加料的方法使电解槽烟气净化中的烟气和所产生的的氧化铝进行吸附反应。也就是说，为了使烟气和氧化铝粉末充分吸附，通常在烟气道两点加料，然后经过文丘里反应器使其进行充分反应；然后把氧化铝粉末直接投入水平的烟道，使烟气和氧化铝再一次进行吸附。但是，我国当前的烟气电解净化最主要的问题是效率较低。

二、电解烟气净化的原理

2.1有害物质的生成

目前，工业用的电解铝的电解质通常是用冰晶石和氧化铝的熔体，进行电解时通常是应用碳素材料作为电极。电解时，在电极的阳极产生的主要是二氧化碳的阳极气体，此外还附带一些粉尘之类的污染物等，统称为烟气，这些烟气和阳极气体我们通常叫做电解烟气，而在阴极通常析出液体的铝。

通过研究，可以得知，在这些电解烟气中的氧化物以及粉尘是最主要的有害物质，并且即使在高达四百到六百的温度下，氧化铝中还可能含有千分之二到千分之五的水分。在高温的条件下，电解原料中的水可以和固体的氟化盐发生化学反应即分解反应；并且水分还可以和液体的氟化盐发生同样的化学反应—分解反应。其分解反应化学式如下所示：

2.2 电解烟气的净化机理

进行电解烟气净化通常是运用烟气和氧化铝的吸附反应来实现的。由于氧化铝粉末本身孔隙度较高，比表面积极大，在化学范畴属于两性氧化物，氧化铝对诸如氟化氢等酸性气体具有较强的吸附性。经过多次实验，可以知道，氧化铝在对氟化氢进行吸附时，主要是化学吸附，物理吸附是次要的。在氧化铝对酸性气体氟化氢进行吸附后，通常在氧化铝的表面的单个氧化铝分子可以吸附两个氟化氢酸性气体分子，这就在氧化铝的表面形成了一层单分子层吸附化合物，氧化铝和氟化氢酸性气体的吸附反应机理可以用下面化学式表示：

三、我国的烟气净化工艺以及设备技术现状

3.1净化除尘器

此公司的电解净化系统是在一九八六年开始建立的，此公司使用的是由小日本生产的大型反向吹风的的净化除尘器。这类除尘器直径是300毫米，长度是10米，属于内滤式的除尘器。这种除尘器由于布袋较长，处理灰尘的效果不高，并且由于除尘的阻力较大，再加上除尘的管道较长，单耗不仅单耗高，而且除尘器的进风口风速较低，只有14至15m每秒，往往导致料堆积，电解槽的末端排烟管有时还会出现负压状态，所以这类除尘器在我国已经淘汰过时了。下表1就是一九九九年以及二零零二年对电解净化氟浓度进行检查的结果。

3.2 烟气和氧化物吸附

理论设计是通过运用两点加料的方法使电解槽烟气净化中的烟气和所产生的的氧化铝进行吸附反应。也就是说，为了使烟气和氧化铝粉末充分吸附，通常在烟气道两点加料，然后经过文丘里反应器使其进行充分反应。

当前，是采用把氧化铝粉末直接投入水平的烟道，使烟气和氧化铝再一次进行吸附。如图1所示。

因为加料点都没有安装计量装置，因此加料多少是不能进行控制和计算的；通过靠气体为动力的溜槽，把氧化铝输送到加料装置的时候，在长达月三米的加料装置的5个加料口因为没有输送动力和在管道存在负压，往往导致氧化铝不能充分投入到加料口内，只有离气动溜槽不远的加料口可以得到氧化铝粉末，这就致使烟道里面的加料不匀，最终导致烟气和氧化铝不能进行彻底反应。

3.3 气固比

之前使用的电解烟气净化工艺里面没有循环净化工艺的程序，在原来的电解烟气净化工艺所生成的载氟氧化铝是不具有循环使用功能的，因此原先的净化工艺是不能保障使净化效率在百分之九十八时所需三十毫克每立方米的气固比，因此那时的净化效率是非常低的。

四、面对目前净化效率较低的现状，所采取的措施

4.1使烟气的气固比得到提升

通过对烟气净化的原理可以知道，要想根本提高烟气的净化效率关键在于烟气的气固比的提高。在之前的电解烟气净化设计中，烟气的气固比设计为十一克每立方米，如果按照一天的电解槽烟气量是六千立方米每小时计算，一套干法净化系统的每日净化所需要的AL2O3的量是：130乘以六千乘以11等于8.68吨每小时，约合二百零六吨每天。

一百三十台电解槽一天的载氟氧化铝的消耗量是：如果按照一台电解槽耗费2.28吨载氟氧化铝来计算，那么这一百三十台电解槽一天就需要耗费130乘以2.28等于二百九十七吨每天的载氟氧化铝。但是，在实际生产中，电解槽的开动效率是百分之九十六点九二，需要消耗约二百八十七点二吨的载氟氧化铝，按照实际可以推算出工艺实际的净化气固比是：287.2/（130乘以六千乘以24）约等于十五点三克每立方米。

如果依据理论计算，如果想使烟气的净化效率达到百分之九十八以上，那么就最少需要约三十克每立方米的气固比。因此，为了保证净化效率必须使一些载氟氧化铝加入到净化体系中进行反复使用。

4.2 VIR反应器的应用

和目前流行的水平烟道加料方式吸附反应相比，新式的VIR反应器的应用，使得三氧化二铝可以经过提供料的箱体以及流体化元件进入到此容器的空心椎体，并使得氧化铝能够比较均匀的喷射出来，这样就可以保证氧化铝以液态的形式加入烟气管道，从而可以使氧化铝以液体形式充满整个烟道，最终使得烟气和氧化铝接触充分，使得三氧化二铝可以充分吸附氟化氢，此外，VIR反应器的阻力损失也不大，其容器见下图2.

通过使用VIR反应器，可以使得之前的粉末三氧化二铝以液态形式在烟道与氟化氢完全接触进行吸附反应。因此，对于在氟氧化铝来说，由于它有一定的湿度以及粘度，为了保证载氟氧化铝能够和氟化氢反应彻底，最好的反应装置莫过于VIR。

依照此公司的目前的烟气净化系统袋滤室工艺位置的设计，并借鉴了其他公司的电解厂的袋滤室的净化工艺流程，为了提高本单位的净化效率，可以对其进行以下改造：

利用袋滤室下面的没有使用的闲着的空间，再增设一些进烟管道以及八至十个立柱烟道，立柱烟道里面要再设置VIR反应器，立柱在安装时要直接布置在袋滤室的进口处，新鲜的AL2O3要经过八千吨的罐的底部以及罐体分别引进一条以风为动力的溜槽进入到袋滤室下面。在净化过程中，为了实现立柱管道里面的VIR能够得到相同的AL2O3，通常采取的措施是新鲜的三氧化二铝进入此容器之前要使其经过袋滤室下面的总的分料箱进行分料，把三氧化二铝平均分到两个小的分料箱，而在小的分料箱内有增设有五个互不相干的控制板，此板又各自引出五个下料管，这些小的下料管又和五个小的下料槽连接，就是通过这些下料槽为之前的立柱管道均匀提供料的。有一些载氟氧化铝可以通过返回溜槽，进入到以气体为动力的提升装置中，经过这个气动装置再把载氟氧化氯提升至七百五十吨的大罐中，那些需要进行循环的载氟氧化铝就可以通过一些比较段的直管或者气动溜槽经过袋滤室下面进入立柱管内部的VIR反应器中，以此实现对载氟氧化铝的循环使用。对此公司的净化系统的改造可以见下图3所示。

通过对本单位的净化系统进行改造后，不仅保证了氧化铝粉末和氧气的彻底吸附，关键还使净化烟气的气固比得到增加，这就使得净化效率达到百分之九十八后，剩余的载氟氧化氯还实现了循环利用，此外还使阻力损失降低，进一步使烟气净化效率的提高以及氧化铝的单耗降低得以实现。

参考文献

[1]马光大.大气污染控制工程.北京:中国环境科学出版社.2006.

铝电解电容器篇4

[关键词]EEPROM 铝电解 AT24C512 控制

中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）27-0138-01

铝电解生产系列是由多台串联式铝电解槽组成。计算机数据采集信息为每台电解槽槽电压和系列电流，对电解槽的监控主要是槽电压和氧化铝浓度。槽电压控制是采用带电流补偿槽电阻数学模型控制算法，即调节槽电压，主要控制槽内的能量平衡；对于氧化铝浓度的控制，由于该浓度，即打壳下料，主要控制槽内物料平衡。由此可见电解铝只能控制系统在电解铝生产中起着不可替代的重要作用。那么怎么让电解铝控制系统更好的为生产服务成立我们研究的首要问题，为了达到更好的控制目的，首先我们应该正确并且稳定的采集数据。虽然槽控机在嵌入式程序编写时，会对生产各个参数赋值进行一个初始化，在断电复位后会使用默认值，但随着生产需要和各个电解槽工艺数据的差别各个生产参数会随时进行修改，如果槽控机断电后不能及时与上位机进行通讯，而使用默认初始化的生产参数值，势必会对铝电解生产产生一定的影响，降低铝电解生产效率。这就需要我们找到一个能解决此问题的方法，EEPROM便是一个很好的掉电保持数据的方法。

1.EEPROM的发展

在微机的发展初期，BIOS都存放在ROM（Read Only Memory，只读存储器）中。ROM内部的资料是在ROM的制造工序中，在工厂里用特殊的方法被烧录进去的，其中的内容只能读不能改，一旦烧录进去，用户只能验证写入的资料是否正确，不能再作任何修改。如果发现资料有任何错误，则只有舍弃不用，重新订做一份。ROM是在生产线上生产的，由于成本高，一般只用在大批量应用的场合。

由于ROM制造和升级的不便，后来人们发明了PROM（Programmable ROM，可编程ROM）。最初从工厂中制作完成的PROM内部并没有资料，用户可以用专用的编程器将自己的资料写入，但是这种机会只有一次，一旦写入后也无法修改，若是出了错误，已写入的芯片只能报废。PROM的特性和ROM相同，但是其成本比ROM高，而且写入资料的速度比ROM的量产速度要慢，一般只适用于少量需求的场合或是ROM量产前的验证。

EPROM（Erasable Programmable ROM，可擦除可编程ROM）芯片可重复擦除和写入，解决了PROM芯片只能写入一次的弊端。EPROM芯片有一个很明显的特征，在其正面的陶瓷封装上，开有一个玻璃窗口，透过该窗口，可以看到其内部的集成电路，紫外线透过该孔照射内部芯片就可以擦除其内的数据，完成芯片擦除的操作要用到EPROM擦除器。EPROM内资料的写入要用专用的编程器，并且往芯片中写内容时必须要加一定的编程电压（VPP=12～24V，随不同的芯片型号而定）。EPROM的型号是以27开头的，如27C020（8*256K）是一片2M Bits容量的EPROM芯片。EPROM芯片在写入资料后，还要以不透光的贴纸或胶布把窗口封住，以免受到周围的紫外线照射而使资料受损。

由EPROM操作的不便，后来出的主板上BIOS ROM芯片大部分都采用EEPROM（Electrically Erasable Programmable ROM，电可擦除可编程ROM）。EEPROM的擦除不需要借助于其它设备，它是以电子信号来修改其内容的，而且是以Byte为最小修改单位，不必将资料全部洗掉才能写入，彻底摆脱了EPROM Eraser和编程器的束缚。EEPROM在写入数据时，仍要利用一定的编程电压，此时，只需用厂商提供的专用刷新程序就可以轻而易举地改写内容，所以，它属于双电压芯片。

EEPROM是用户可更改的只读存储器（ROM），其可通过高于普通电压的作用来擦除和重编程（重写）。不像EPROM芯片，EEPROM不需从计算机中取出即可修改。在一个EEPROM中，当计算机在使用的时候可频繁地反复编程，因此EEPROM的寿命是一个很重要的设计考虑参数。EEPROM是一种特殊形式的闪存，其应用通常是个人电脑中的电压来擦写和重编程。

2.AT24C512的优点

AAT24C512是ATMEL公司最近生产的512k位（64K×8位）串行大容量电可擦的可编程EEPROM存储器，其中的数据存储都是要用顺序存储法：每次存储数据时都是按照先后顺序依次写入数据空间。其具有存储时操作简单、删除数据简单、可实现数据空间的回收、可通过读取目录区查询数据等特点，所以我们使用AT24C512芯片来作为铝电解槽控制系统中的EEPROM存储芯片。

3.AT24C512在铝电解控制系统程序中的设计

铝电解槽控系统可通过目录区和页面分配区对AT24C512的全部数据实时文件化管理。在管理过程中，最主要的操作是添加文件和删除文件。

（1）添加文件

添加文件的主要工作是为新文件寻找存储空间，其寻找步骤如下：

①在目录区中寻找空位置。若目录区已经存满（最多存153个文件），则向用户报告并中止程序；否则，记录该位置（记为MyFile）。

②计算文件数据需占用的页面数，记为My？Page？。

③在页面分配区中寻找并统计标志为空的记录项，其内容为0EEEEH。若其数目小于MyPage，则向用户报告，并中止程序。

④在MyFileA位置填写文件名和日期，并把找到的第一个空记录项的序号填入，作为该文件的首地址。

⑤依次在找到的空记录项内填入下一空记录项的序号，最后一个空记录项填入0FFFFH。

⑥从文件首地址开始，按照文件链表依次把数据写入数据区相应的页。

（2）删除文件

删除文件的主要工作是回收该文件所占用的空间，以便将来分配给其它文件。

①在目录区中寻找到该文件，提取出其首地址，记录First。随后，把该文件所占用的目录区的首字节清为0FFH，表示该目录项空闲。

②在页面分配区中找到First记录项，撮出其内容，记为Next。随后，把First记录项的内容改写为0EEEEH。

③First=Next，重复②，直至Next=0FFFFH。

由添加文件可以看出，在搜索空间时，只对目录区和页面分配区操作，因此，删除文件时，只需要释放目录和页面分配区即可，而不需要修改数据区。这大大提高了删除的效率。

（3）系统格式化

系统格式化的目的是把AT24C512按照前面所述的格式进行初始化，以正确反映目前的使用状况。格式化的主要工作包括：

①把目录区全部写为0FFH，以清空目录区中所有数据；

②把页面分配区的所有记录项写为0EEEEH，标志它们全部未使用。

4.AT24C512在铝电解控制系统程序中的应用结论

为了实现实时测控系统数据的高效管理，按照PC机文件系统的思想，对铝电解槽控系统中的AT24C512设计了一个简单的文件系统，包括系统格式化、添加文件、删除文件等功能，在大数据量的测控系统中得到了成功应用，完全可以满足铝电解控制系统中由于通讯异常情况出现的人工设定参数不能及时更新的问题，保证了槽控机在脱机状态下偶遇断电时的稳定运行。

参考文献

[1] 霍庆发.铝电解工业技术与装备[M].辽海出版社.2002.

[2] 沈红卫.单片机应用系统设计实例与分析. 北京航空航天大学出版社.2003.

铝电解电容器篇5

[关键词]镁 铝合金 火焰原子吸收

中图分类号：O614.22 文献标识码：O 文章编号：1009914X（2013）34060701

正文：

1 引言

近年来很多企业的诸多产品都涉及用到铝合金材料，其中镁合金的检测指标对材料性能有着重要影响。传统上很多工业企业入场验收一直采用螯合滴定法，仅局限于硬铝、防锈铝等含量较高的镁的铝合金材料的测定，而对于如锻铝、铸铝等低含量的镁的测定则少有检测手段。传统的螯合滴定法测镁时干扰离子很多，需要在滴定前加以分离和掩蔽，不但手续繁琐，而且准确度不高。本实验采用火焰原子吸收光谱法，具有较高的灵敏度和较低的检出限，同时具有重现性好、易于操作、检测范围广等优点。

原子吸收分析中的干扰主要有化学干扰、光谱干扰、物理干扰、电离干扰和背景干扰等五种类型。其中化学干扰影响最大，其主要原因是待测定元素形成稳定的或难溶的化合物，不能从其中分离出来，本实验存在化学干扰。对于铝合金中某些元素对镁测定时所产生的干扰，将采用加入干扰抑制剂二氯化锶的办法来消除。

2 实验部分

2.1实验仪器及试剂

（1）WFX-210型原子吸收分光光度计；

（2）镁空心阴极灯

（3）盐酸（ρ=1.19g/mL）；

（4）氯化锶溶液（50mg/mL）：称取76g氯化锶于500mL烧杯中，加入400mL水溶解，移入500mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，贮存于塑料瓶中；

（5）过氧化氢（ρ=1.10g/mL）；

（6）铝溶液（1mg/mL）：称取1.00g金属铝（>99.99%），置于400mL烧杯中，加少量盐酸（ρ=1.19g/mL）加热溶解，冷却至室温，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。

（7）镁标准溶液（1mg/mL）：

2.2 实验方法

称取0.1g（精确至0.0001g）试样于100mL烧杯中，加入5mL水，分次加入总量为5mL的盐酸，待剧烈反应停止后，缓慢加热至试样溶解，若未完全溶解，滴加数滴过氧化氢，使其溶解。煮沸数分钟，分解过量的过氧化氢，冷却后，将试液移入100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。从中移取5mL此试液置于100mL容量瓶中，加入5mL二氯化锶溶液，用水稀释至刻度，混匀。喷入空气-乙炔火焰，测定镁的吸光值。

2.3 标准工作曲线绘制

分别移取镁标准溶液1.00、3.00、5.00、7.00mL置于一组100mL容量瓶中，各加入与试样等量的铝溶液及5mL二氯化锶溶液，用水稀释至刻度，混匀。用原子吸收分光光度计在最佳工作条件下测定吸光度，仪器将自动绘制出标准工作曲线。

3 结果与讨论

3.1 仪器工作条件的选择

在火焰原子吸收光谱分析中，分析方法的灵敏度和准确度，干扰情况和分析过程是否简便快速，除所用仪器的质量因素外，在很大程度上取决于实验条件，因此必须选择仪器的最佳工作条件。实验对燃烧器高度、灯电流、光谱通带及工作波长、负高压进行了选择。

初步固定的测量条件为：

波长：285.2nm

灯电流：3mA

光谱通带宽度：0.4nm

燃烧器高度：6mm

3.1.1 灯电流的选择

空心阴极灯的发射特性依赖于灯电流，因此在原子吸收分析中，为了得到较高的灵敏度和精密度就要选择适当的灯电流。通过改变灯电流，测定不同灯电流下镁标准溶液的吸光值。

就测定的灵敏度而言，灯电流宜小些。灯电流小，谱线的多谱勒变宽和自吸收效应减小，发射线的半宽度变窄，灵敏度增高。但是，灯电流太小，放电不稳定，光谱输出稳定性差。因此为提高精密度所所选的灯电流为3mA。

3.1.2燃烧器高度的选择

在火焰中进行原子化的过程是一个极为复杂的反应过程。在火焰的不同高度，基态原子的密度是不同的，因此灵敏度也不同。在燃烧器窄缝上方2―5mm处火焰中具有最大的基态原子密度，灵敏度最高。因此选择燃烧器的高度实现空心阴极灯的辐射，从自由原子浓度最大的火焰区域通过，以获得最理想的灵敏度。

在初步固定的条件下，喷入0.4μg/mL镁标准溶液，然后改变燃烧器高度测定相应的镁吸光度。

3.1.3光谱通带宽度的选择

光谱通带宽度，以能否将吸收线与临近线分开为原则。也就是说，在选定的光谱通带宽度下，只有吸收线通过单色器的出射到达检测器。选择光谱通带宽度，既要考虑分辨率，又要考虑到光强度。通带宽，光强度大，信噪比高，灵敏度较低，标准曲线容易弯曲；通带窄，光强度弱，信噪比低，灵敏度高；要使曲线的线性好应选择窄带宽度。因此，所选择光谱通带的宽度为0.4μm。

3.1.4工作波长的选择

元素的吸收线波长与实际测量波长通带会有误差。实验前要先准确调节波长。点燃元素灯，待发射强度稳定后，在选择的镁吸收线波长（285.2mm）附近来回微调，至发射强度最大。

3.1.5 仪器最佳工作条件的确定

3.2酸度对测定结果的影响

在镁标准系列溶液中，加入不同量的盐酸溶液（1+1），按1.2实验方法测定镁的吸光值。增大标准系列溶液的酸度。

3.3共存元素的影响

对于铝与铝合金中镁的测定常存在的干扰元素有硅、铝、铁、铜、锰等，铝合金中干扰元素的存在对镁的测定有一定的影响，而硅、铝影响最大，要想消除这些影响应加入掩蔽剂二氯化锶。50mg/mL的二氯化锶的加入量控制在5mL左右。本实验加入5mL。

3.4标准样品实验

为验证此方法的准确度和精密度，特选取4个标准样品按此方法进行测试，

4 结束语

通过条件筛选实验，优化测定条件后，利用本方法对铝合金中的镁进行测定，具有结果准确，重现性好，方法可靠，操作简便的优点，完全适用于铝合金原材料的入厂验收。

参考文献

[1] 机械工业理化检测人员技术培训和资格鉴定委员会・化学分析 编著：上海科学普及出版社。

[2] 国防科技基础

[3] 北方瑞丽分析仪器公司.原子吸收分光光度计火焰法分析手册

[4] 有色金属工业标准汇编：轻金属及其合金化学分析方法

作者简介

铝电解电容器篇6

关键词 技术改造 增加功能 控制系统

中图分类号：TQ 文献标识码：A

1引言

烫印是一种不用油墨的特种印刷工艺，它是借助一定的压力与温度，运用安装在烫印机上的模版，使印刷品和烫印箔在短时间内相互受压，将烫印材料按烫印模版的图文转印到被烫印刷品表面的过程。烫印工艺的四个要素有烫印箔、烫印模版、烫印机和被烫材料。

根据工作形式不同，烫印设备可以分为平压平、圆压平、圆压圆三种类型。平压平烫印机是目前国内外使用最为广泛的机型。而烫印箔，即电化铝可分为有版缝和无版缝的电化铝。在烫印过程中，有版缝的电化铝的接缝不能烫印在图文位置上，否则将被视为废品。因此，有版缝的电化铝的烫印工艺必须包含避接缝功能。以往的做法都是试图通过“淡化”素面银接缝自身的色泽，使消费者不太容易辨认，来解决避缝的要求。然而迫于防伪和市场竞争的压力，这样的做法已不能得到认可。因此，通过自动烫印设备检测版缝及编程的方法是更先进的选择。该文是作者对云南云成印务有限公司的瑞士产（博斯特）BOBST SP76-BM烫金模切机（平压平）增加电化铝跳缝控制系统的改造所得。

2电化铝跳缝原理

避缝原理以上图为示例：

操作人员通过工业电脑输入相关参数后，微处理器自动计算出每遇到一个版缝时，应当有3个小跳（假设），以及每个小跳的步长；初始位置：版缝牵引到光电头光斑处，等待烫金版开始动作；烫金版动作，烫第1次；检测到抬版信号后，执行第1步小跳，烫第2次；检测到抬版信号后，执行第2步小跳，烫第3次；检测到抬版信号后，执行第3步小跳，避开版缝，烫第4次；3次小跳步完成，检测到抬版信号后，开始跳大步直到遇到第2个版缝；等待烫金版继续动作；重新开始上面的循环。

3电化铝跳缝控制系统

3.1控制系统硬件部分

为保证原烫金机控制的完整性，本改造项目设计思路是：增加独立的避缝控制器，如果烫印材料为有版缝的电化铝材料，则将送箔电机的伺服驱动器的控制信号切换到避缝控制器，避缝控制器通过光电头读取电化铝版缝，运算后输出控制指令到伺服驱动器实现避缝；如果烫印材料为全息图案或其他无缝产品时则切换到原烫金控制器，避缝控制器不进行工作。

本系统采用PC+运动控制器的结构。这种结构的优点是对PC依赖降到最低，所有实时控制都在控制器中完成，PC机仅用于人机交互和传输加工数据。

首先是运动控制器的选择：运动控制器要接收各种参数和各种信号，并控制伺服电机的运动，因此它是整个系统的核心。本系统选用的是Trio MC206运动控制器。Trio MC206采用高性能32位DSP技术，具有4轴伺服或步进功能的控制器，此外还有一个编码器输入轴。

避缝控制器的组成如下：

工业电脑1台： 用来输入避缝参数：包括电化铝版距W，缝宽度s，烫金图案宽度a，烫印模数量n，烫印模距离b，电机脉冲当量m，光电眼与第一个烫金模的距离x；计算跳步次数和步长；运动控制器1套；根据版缝信号、抬版信号、进纸信号来控制牵引电机执行跳步动作，可控制4轴；光电头4个：其中三个检测每个送箔辊的版缝位置，一个检测进纸信号；接近传感器1个：检测烫金版抬起动作，一旦抬起，即执行跳步；准备信号由主机柜上的按钮发出；信号切换装置：方便切换伺服驱动器的控制信号；容错报警装置：版缝检测失败、过载等故障报警；小型控制柜1台：安装上述组件，便于操作。

3.2控制程序及人机界面设计

Trio MC206控制卡支持Windows2000/XP及以上版本操作系统。用户可根据自己的软件技术优势进行选择。Trio MC206配有WINDOWS环境下的设备驱动程序、运动函数库(以动态链接库的形式提供)，以满足不同运动控制系统的开发需要，选择的开发工具只要支持标准的Windows OCX控件调用即可。本文选择在Motion Perfect软件环境下使用Trio Basic语言进行控制程序的编写。Trio Basic语言是Trio运动控制器自己专用的编程语言，与basic编程语句类似。

在用户使用软件界面的开发中，我们选用了Windows2000/XP作为软件操作平台，Microsoft Visual C++6.0作为软件开发工具。通过与控制程序的通讯，用户可在用户界面中输入避缝参数，如版缝偏移、预位量、跳步步长等，再下传参数到Trio控制器，即可对三根放卷轴进行点动、预位等操作。预位完毕以后，此时机器正常运行的准备工作都已就绪。按下 “READY”按钮，一直等待纸张的到来，机器就开始了正常的跳步。电化铝避缝控制系统的用户界4结论

在电化铝跳缝控制系统引入之前，原BOBST SP76-BM烫金模切机只能烫印无版缝的电化铝材料，且一次只能烫印三根电化铝带。经过设备改造之后，自2011年2月该系统投入使用。目前可同时烫印有版缝的和无版缝的电化铝带各三根，大大提高了生产效率，且系统运行稳定，成品率高，因此具有较大的使用价值。

铝电解电容器篇7

关键词：铝电解 节能降耗 措施

中图分类号：TP2 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）03（c）-0124-01

铝电解的发展正在不断的壮大，合理有效的控制生产中的废物排放，有助于企业经济的可持续发展，对社会来说也是一件保护社会生态及社会经济的很好举措。要进行铝行业的节能工作，首先要先了解铝行业目前的发展状况，同时分析它在应用中存在的能源消耗问题，才能有针对性的实施相应的措施。

1 铝电解

1.1 铝电解对铝工业中推动作用

铝电解能为市场提供丰富的铝制品，广泛运用于建筑、包装、航空和电力等领域上，是保障国民经济持续、快速发展的原动力之一。铝电解在铝工业中生产规模极大，其对铝工业的发展有着极大的促进作用。特别是近几年的铝电解为铝工业在全国的发展带来了强大的保障，使我国成功的跨入了世界铝工业大国的行列。

1.2 铝电解在应用中存在的能源消耗问题

实际生产中，铝电解能源消耗综合电耗一般为13700 kWh/t-al，交流电耗一般为13300 kWh/t-al。现今，冰晶石—氧化铝电解法应用于国内外铝工业生产中，电耗成了铝电解成本的主要部分。如何缓解铝电解中的能源消耗问题成了促进经济发展重点问题。

2 铝电解节能降耗的措施

我国铝产业的提高，随之而来的是工业中的巨大排放量。庞大的产业若不实施能源方面的节能降耗措施，对企业的发展和社会的可持续发展都是严重的制约因素。以下就铝电解节能降耗提出一些可行的措施。

2.1 降低线路压降，加强配电室管理

首先，线路的电能损耗影响着电能供应的效率，如果电路的电压过高，则会加大电能的损耗，所以，铝电解的生产过程应注重降低平均电压。降低平均电压可以提高电流效率，是降低吨铝直流电耗的有效途径，从而可以节约能源。

此外，配电室的管理直接影响着电源的供应问题，加强配电室的管理能够有效的控制电流的使用并时刻监督生产流程的电能损耗，以此才能更好的减少电能的浪费，这对铝电解中的能源节能降耗有着重要的意义。

2.2 动力设备节电措施

（1）建立“安全、平稳供电就是最大的节约”的思想，加强对配电室、配电箱、动力电缆、滑线等供电设备的点检及定期检查工作，对熔断器、灭弧罩、电缆、刀闸等关键部件一经发现异常立即处理；对电解槽短路口、母线绝缘、槽壳母线与地坪间隙处等部位定期检查，清理杂物，尽可能降低电流空耗，发现异常立即处理，不得因此而发生短路、断路、放炮等事故影响安全供电。

（2）加强配电室管理，配电室规定三相负载电流，最大之差不得超过10%，对超过规定10%的情况，每周调整一次三相负载电流，达到提高电网功率因数、节约电能的目的。

（3）对于一些运行时间长，故障率较高或不能满足生产需要的设备逐步进行大修改造，降低设备的无功损耗。

2.3 重视铝电解生产中的烟气净化及回收利用

铝电解的生产过程伴随着一定的烟气排放，国内目前已将铝电解净化系统应用于铝电解的流程中，该系统能较好的解决电解过程中的烟气污染问题。重视铝电解过程中的烟气净化及回收利用，不仅能够减少污染，还能减少生产成本，为企业带来更大的经济效益。重视铝电解生产中的烟气净化及回收利用，对铝电解的节能降耗有着极大的促进作用。

2.4 加强新技术的开发

当今世界上的产铝大国，近几年都非常的重视减低阳极效应频率和和阳极效应持续时间的延长问题。国外企业更为注重采用新技术达到在铝电解中更充分的利用能源和降低生产成本的问题。凭着专家的努力，目前国外已能将阳极效应频率降低到0.007，对于阳极效应的持续时间也已降低为1.6 min。但在中国，在技术上还远远的落后于发达国家的技术水平。由此可见，技术的提升在铝电解的发展及能源的降耗中发挥着重要的作用。所以企业应全面提高电解铝技术装备水平，加强新技术的开发才能能源的减耗中有所成效。

在加强新技术开发的同时，目前国际上还是有很多不错的可运用的技术能对铝电解的能源节能降耗有所帮助。例如，硼化钛-胶体氧化铝涂层阴极新技术，与氮化硅结合的碳化硅耐火材料用作铝电解糟侧壁内衬新技术等都可运用到铝电解的生产中去。点解烟气干法净化技术、VPI反应器的使用和新鲜氧化铝吸附烟气中的F后再返回生产系统的日渐成熟都能用于实现降耗、减污、环保的目的。

2.5 建设新型电解槽，提高电解槽集气效率

电解槽是铝电解过程的必要设备，电解槽寿命的长短直接影响到电解槽大修渣的产生量。同时，电解槽的工作效率也影响着铝电解的能源损耗量。目前，中国是将电煅无烟煤加10%左右的石墨碎生产的半石墨质阴极炭块用作电解槽的阴极材料，然而，这与国际上普遍采用的半石墨化和石墨化阴极相比明显的存在差异与劣势，相比之下，国内的阴极材料抗热震性、抗腐蚀性等均不如国际水平，而电阻率也相对偏高，导热系数也相对较低。种种原因都导致了国内电解槽寿命较短。

因此，要减少铝电解中能源的消耗和铝电解生产效率的提高，就必须积极引进新的技术，开发更优质的电解槽，唯有新型的电解槽才能使铝电解在节能降耗上有更大的突破。根据上文所述，提高电解槽阴极的材料或采用新一代的阴极内衬，努力赶超国际水平都是中国铝行业的必然发展趋势，也唯有如此，才能彻底改变我国铝电解当前耗能量大的局势。

3 结语

综上所述，我国铝行业的发展潜力是巨大的，注重在铝电解生产中能源的有效利用，做到最大限度的降低能源损耗，有利于铝行业的持续发展。铝电解过程中的节能降耗问题依旧是个长远的战略目标。我国要加强铝行业的发展建设，也必须高度重视铝电解技术的引进和开发，将国际的先进技术作为推动自身发展的助力器。随着能源的日趋紧张，铝电解的节能降耗刻不容缓。

参考文献

[1]张志军，王天成，肖述兵.浅谈铝电解节能降耗措施及节能产品的应用[J].有色冶金节能，2008（2）：21-24，40.

[2]凌贤昌，昌振利.铝电解生产中节能降耗措施的几点看法[J].新疆有色金属，2010（2）：51，54.

[3]穆洁尘，张旭东，张丽鹏.铝电解节能研究进展[J].有色冶金节能，2011（6）：5-10.

铝电解电容器篇8

关键词：变频器；电解电容器；性能研究

对于变频器中的电解电容器分析，主要是通过确定电解电容器的电容量、额定电压等参数进行确定，通过将电解电容器应用为整流滤波电容器，这主要是由于单相整流电路影响所导致的。通过研究电解电容器，充分发挥电解电容器的作用，能够更好的发挥变频器的功能，保证工业自动化程度的不断提高。

一、电解电容器概述

电解电容器的内部可以对电荷中的电解质材料起到存储作用，分为正极和负极，不能接反。正极是粘上氧化膜的金属基板，而负极则是通过金属极板和电解质连接。无极性电解电容器的结构为双氧化膜，它的两个电极与金属极板分别相连，两组氧化膜的中间属于电解质[1]。有极性电解电容器在电源电路或者低频及中频电路中起到电源滤波的作用。在额定环境温度下或者是最低环境温度下，可以对电容器的最高直流电压有效值进行连续叠加，并将其直接标注在电容器的外壳上面。但如果工作电压超出了电容器的耐压，就会导致电容器被击穿，从而造成永久性损坏[2]。

电解电容器上面的直流电压，作用在电容上，会产生漏电电流，直流电压和电容器之间的比，就是绝缘电阻。在电容很小的时候，应当对电容表面的状态进行分析，若电容量>0.1uf，就应当对介质的性能引起关注，应尽量让绝缘电阻变大。在电场的影响之下，电容在一定时间内会产生发热现象，而发热又会导致能量的消耗。在实践中，每个电容都会对其在频率范围之内的损耗值做出规定，通常情况下，电容的损耗中包括了介质损耗、能量损耗以及电容中金属本身电阻的损耗。另外，漏导损耗是电容器损耗的主要表现形式，而电容器损耗又是在直流电厂作用下产生的。但是在因为交变电场的影响，导致电容的损耗不止与漏电消耗有关，还和周期性极化有着密不可分的关系。电解电容器的主要作用是去耦、滤波、耦合、隔直流以及温度补偿等，应当保证电解电容器的电压在其耐压值的范围内，不然会出现故障。

二、变频器用电解电容器性能的影响因素

通过对电解电容器进行分析可知，电解电容器的应用对于保障变频器的正常运行具有重要意义，因此，应当加强对影响电解电容器的因素进行分析，并据此采用相应的控制措施，以加强电解电容器性能控制，从而提高变频器的运行发展水平。

1、电解电容器参数

电解电容器的主要参数包括额定纹波电流、寿命、ESR（等效串联电阻）等，这些参数在不同的囟然肪诚拢也会有不同的纹波电流被称系数，进而对电解电容器的性能产生影响。对于电解电容器的参数，应当根据电解电容器的运行情况进行严格控制，从而保证变频器的运行需求[3]。

2、电解电容器ESR

在变频器的运行过程中，纹波电流都会经过电解电容器，在通过电解电容器的ESR时会产生功能号，进而形成热量。比如将30kW的变频器，连在直流母线上的电解电容器ESR为60-90mΩ，而且如果纹波电流如果超过80-90A，则会在两个并联和两个串联的电解电容器上面产生功耗，约40-70W，这样，每一个电解电容器所产生的损耗大约为10-20W[4]。如果所应用的电解电容器的散热性能较差，则会导致电解电容器运行过程中产生更多的热量，温度升高，从而影响到电解电容器的使用寿命。

3、电解电容器阻抗频率的特性

电解电容器的感抗作用，表现在其阻抗频率特征之中，很多生产厂家并没有对寄生电感进行分析，并给出准确的参数。但在变频器的实际运行过程中，寄生电感会对逆变器的性能产生严重影响。如果两只串联的电解电容器，其所产生的寄生电感为200mH，那么如果此时的电流变化率为500A/μs，那么在直流母线上产生的感生电势则有100V，这势必会导致逆变器受到开关损耗，并由此产生较大的电磁干扰，不利于电解电容器的正常运行，更会对变频器运行产生影响[5]。要想充分了解电解电容器ESR对逆变器性能产生的影响，可以在直流母线上面接上变频器专用的缓冲电容器，以对直流母线的阻抗起到降低作用。

三、电解电容器性能控制

对于变频器的运行来说，选择电解电容器应用是根据变频器的需要来决定的，这组要是由于ESR的性能要求直流母线内的电阻不能过低，尤其是低温环境下更不能过低，但如果是数十纳亨的单体ESL，再加上连线结构的因素影响，会导致直流母线中的寄生电感增加到数百纳亨，这样，如果电流变化率增大，则会导致产生的感生电势非常高，从而导致开关时会产生较大的开关应力，并造成巨大的损耗[6]。对此，需要应用专门的直流母线对电解电容器产生适当的缓解作用，在这个过程中，出现的最大的问题就是电解电容器的寿命问题。对于电解电容器的制造和生产，要充分考虑制造成本，在此情况下，电解电容器的纹波电流的承受能力会更加的接近极限，这样即便是在常温的环境条件下，内部温度也会随着纹波电流的影响而出现明显上升的情况，从而导致电解电容器的常温条件也会导致其使用寿命受到严重影响，最终会对变频器的使用寿命产生影响，大大降低变频器的应用时间。

变频器中的电解电容器对于变频器的运行影响较大，这是有目共睹的事情。但对于变频器的设计，更多的工程师主要是关注电力半导体器件的研发，但对于电力电子领域中的元件革新却缺乏深度。而当电力半导体器件发展到一定条件下时，电力电子的电路性能就会受到元件的影响和约束，电解电容器便是这个条件下产生的制约产物。当前，元件制造技术也不断发展，会逐步退出更多适合变频器运行的电容器，以解决应用电解电容器所无法解决的问题。

结束语：

通过对变频器用电解电容器的性能进行分析，可以明确电解电容器在变频器中应用的重要性及功能发挥，并通过对电解电容器的性能影响因素进行控制，从而强化电解电容器在变频器中的应用，以更好的满足工业自动化发展，并实现工业自动化发展水平的提升。

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