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自饱和电抗器对电解稳流作用 　　摘要：随着工业自动化先进技术的推广和应用，自饱和电抗器在稳流控制系统中的应用日趋成熟和广泛，本文主要介绍自饱和电抗器电解稳流控制技术的作用，该技术的主要特点是运行稳定，控制精度高，且具备串口通讯功能，生产运行中效果良好。 　　关键词：自饱和电抗器　电解稳流　稳流控制技术 　　当前，稳流技术有两种，一种是晶闸管，另一种是自饱和电抗器。尽管晶闸管噪音低、损耗小，稳流效果好，可人们一直认为后一种可靠、稳定，而偏爱之。自饱和电抗器在各种调节设备间应用广泛，对能量传输与阻抗变换起到了很大的作用，如用来控制电解稳流，调节交流电动机的转速，它具有能实现稳流控制，损耗小和调节范围广的优点。随着技术的发展，饱和电抗器在电力系统中的应用前景和潜力日益增大。 　　一、饱和电抗器的工作原理 　　自饱和电抗器是利用铁磁物质磁化曲线的非线性和饱和特性，较大的交流负载控制是用较小的直流功率来实现的一种电器，即在工作时可根据其特性铁磁物质的磁导率不是常数来完成。由于自饱和电抗器与负载是串联的，可以对负载的功率和电流进行调节，实际上可以把自饱和电抗器看作是能够进行控制的阻抗，自饱和电抗器也可以认为是同时具有交、直流两种励磁电流的平滑可调的交流电阻器[1]。 　　自饱和电抗器的基本工作过程可用铁磁材料的交流导磁系数并随着直流磁场的大小而变化的工作原理来解释。当交流回路电阻Ra　和交流电压Ua不变时，交流电流Ia与交流线圈La有关： 　　线圈的电感量公式表示如下（不计铁芯损耗和漏磁）： 　　以上公式可以看出，在一定的匝数N和磁路L下，磁路铁芯的磁导率μ与交流线圈的电感量成正比。要使交流线圈的电感得到可以通过改变磁导率，这样就能够使电抗器和电流的容量发生改变。而通常情况下，铁磁物质的磁导率不是一个固定的常数，一般而言，铁芯越接近饱和，磁导率就越减小，而要想直流绕组的励磁电流Id　发生变化，可以通过改变铁芯的饱和程度。铁芯的磁感应强度随着Id　的增大而增大，电感值是随着磁导率的减小而减小的，而交流电流Ia　反而??大。 　　二、自饱和电抗器对电解稳流的作用分析 　　1、单台整流机组稳流控制 　　串联整流机组A、B　两台自饱和电抗器的负偏绕，组成控制绕组，其上加控制电压，最终形成电抗器控制回路，控制电流IK为流过的电流，IK的主要作用是对整流装置的输出电流进行调节。 　　正偏电流Ip是在A台电抗器的正偏绕组加固定电压之后形成的，目的是增加电抗器调压深度。而平衡电流是在B台电抗器的正偏绕组加可变电压后形成的，这样A、B两台整流装置就能平均分担负荷，可以避免过负荷事故的发生。 　　1.1　自饱和电抗器的稳流控制 　　如图1所示，稳流控制的机理是：首先要形成反馈If，而反馈If是在整流柜的直流输出电流经电流变换后形成的，与PLC中给定电流Ig　经过相比较之后最终形成比较电压，经过PID　运算后，比较电压就能控制PLC输出脉冲的占空比，就可以使IGBT的输出电流发生改变，即电流Ik的控制，是对整流装置的输出电流进行控制的。系统的调节过程是：在电解槽内阳极效应发生时，就会提升槽的电压，而当电解槽的电解电流降低时，IGBT的导通角在PID调节器的作用下而变小，输出电压降低，铁芯的饱和角会随着自饱和电抗器控制电流IK的下降而变小，从而导致二极管导通滞后时间变小，整流装置电流输出增加，最后使电解电流达到恒定[2]。 　　1.2自饱和电抗器的平衡控制 　　平衡控制原理图与稳流控制原理图相同，它们的区别只在于反馈信号与给定信号的不同。平衡控制的机理是在A台自饱和电抗器的正偏电流稳定不变的情况下，B台整流装置的输出电流即为反馈信号，A台整流装置的输出即为电流给定信号，在PLC中进行PID运算与信号比较后，控制PLC输出脉冲的占空比，并使IGBT的输出电流发生改变，使B台自饱和电抗器的正偏电流得到控制，最终保持A与B　台整流装置的输出电流始终一致。其调节过程是：当B台整流装置的输出电流大于A台整流装置的输出电流时，会降低PLC控制器中比较信号的电压，IGBT的导通角经PID运算后就会变小，输出电流下降，即B台电抗器的正偏电流下降，而工作绕组的交流电流方向和自饱和电抗器正偏绕组的电流方向相一致，会相应地减弱正偏电流的增磁作用，也会增大B台电抗器铁芯的饱和角，这样就会导致二极管导通滞后时间变长，B台整流装置的输出电流减小，最终实现A、B两台整流装置平衡控制的目的。 　　1.3自饱和电抗器的饱和深度控制 　　要使固定的偏移电流Ip形成，就要将单相整流桥的输出电压加到A台电抗器的正偏绕组，这样就可以使自饱和电抗器的动态磁滞回线和动态磁化曲线的横轴向下移动，从而使自饱和电抗器调的压深度得到增加。 　　2、电解系列稳流控制 　　一般