[内容摘要]：目前带有电流自动细调节能力的大电流电化学整流器主要通过自饱和电抗器配合二极管整流或晶闸管整流实现，低电压的IGBT大电流整流也开始应用在电镀行业中。本文将我公司广泛使用的自饱和电抗器配合二极管整流和晶闸管整流进行对比，与同行业进行交流。
[关键字]: 两种整流方式 优缺点对比 结论和建议
中盐吉兰泰氯碱化工有限公司和兰太公司钠业分公司均为氯碱行业，电解介质有熔融氯化钠和氯化钠溶液，在大电流电化学整流装置中广泛使用了自饱和电抗器配合二极管整流和晶闸管整流的方式，单机组最大输出60KA直流电流。饱和电抗器配合二极管整流和晶闸管整流的系统图分别如下：
现将两种整流方式对比如下：
一、自饱和电抗器配合二极管整流的优点：
1、单个元件的电流大，工作电压高，整流柜结构简单，控制电路简单。不存在多个并联元件触发同步性的问题，不需要同步信号。
2、在失去控制电源时仍然可输出直流电流，但相对有控制时不稳定。
3、自饱和电抗器的削波方式与电压时间曲线的时间轴平行，谐波较小，对电网的干扰相对较小。
二、自饱和电抗器配合二极管整流的缺点：
1、效率低。由于存在电抗器的损耗，所以整体整流效率较采用晶闸管低2-3个百分点。
2、调变开关动作频繁。由于自饱和电抗器的控制深度小（实际测量单个8V左右），在调整电流时需要频繁调整调压开关，增加了故障率及检修维护工作量。
3、噪声及震动大。自饱和电抗器一般装在整流变压器内部，它的存在是变压器工作时的噪声及震动的主要来源。影响变压器的稳定工作了。同时为提高自饱和电抗器的调压范围，多采用多个电抗器串联的方式，进一步增大噪声及震动，使变压器的紧固件、绝缘件容易松动，造成事故；同时损耗大幅增加。
4、并联运行的两台或两台以上的机组，一台整流器故障时会引起另一台机组同时跳闸。由于二极管整流装置不需要触发就可以导通，在一台机组故障或跳闸后将使另一机组电流迅速增大，不能快速关断（晶闸管可以在20ms内关断），从而使正常机组因过流而跳闸，影响生产。
5、稳流精度低。由于自饱和电抗器的存在，使得电流变化滞后，所以电流的自动调节反应迟钝，从而影响稳流精度，目前单机组的精度最好时为1% 。
三、晶闸管整流的优点：
1、提高整流效率。采用晶闸管后可提高整流效率2-3个百分点。年节电效益可以按每吨产品消耗直流电乘以产品年产量乘以2%-3%计算，对吨产品消耗直流电越高的电解行业效益越明显。
2、电压调节范围大（调压范围0-100%），起停机组迅速。由于工作时不需要频繁切换调压开关，使得电解槽的起停操作迅速简单。延长了调压开关使用寿命。
3、变压器内部不需要自饱和电抗器，可降低变压器的噪声及震动，使变压器工作更稳定，环境更安静。
4、故障时更安全。由于晶闸管在故障时可以迅速关闭控制脉冲，不会引起高压跳闸。同时由于给定电流不变，在一台机组故障时不会引起另一台同时跳闸，保证了生产的安全。
5、稳流精度高。由于晶闸管是直接控制触发脉冲，所以反应速度快，可以迅速跟踪电流的变化。提高稳流精度，目前单机组的精度最好时为0.2% 。
6、电流调节平滑。任何情况下都可使高压断路器在无负荷状态下进行分合闸操作（合闸时仅需要承受变压器的励磁涌流，分闸时仅承受变压器的空载电流）。延长了高压断路器寿命。减少了对电网的冲击及操作过电压。
四、晶闸管整流的缺点：
1、单个元件的电流较小，工作电压相对二极管低。因此，要做到相同电流并联的元件要多于二极管整流，整流柜结构较复杂，需要解决晶闸管的同步、移相、触发问题，控制电路较复杂。对并联元件的同期触发要求高，对元件的一至性要求高。
2、相同电压和电流的元件价格高于二极管。
3、在失去控制电源或同步信号时就没有直流输出。
3、晶闸管的削波方式与电压时间曲线的时间轴垂直，是脉冲电压，谐波较高，对电网的干扰相对较大。
总结和建议。因电解工艺属于国家重点监管危险化学品生产工艺，依据《供配电系统设计规范 GB50052-2009》中的规定配置了双重电源供电，当其中一个电源发生故障时，另一个电源不会同时受到损坏。因此对晶闸管整流在失去控制电源或同步信号时就没有直流输出的缺点在可以接受的范围内，对选择整流方式不构成影响。根据以上分析，在投资增加不大的情况下，采用新技术，新设备，使企业的生产工艺水平得以提高，降低能耗，对企业的发展是有利的。由于自饱和电抗器配合二极管整流的整流器存在以上不足，以及现在晶闸管元件质量的提高和控制技术的完善，晶闸管整流通过一种半导体器件实现了自饱和电抗器配合二极管整流的功能。建议新建装置使用晶闸管整流，也建议使用自饱和电抗器配合二极管整流的装置改造变压器和整流柜及控制方式使用晶闸管整流。至于晶闸管整流谐波相对高的问题，可以通过合理选择有载开关调压级数，与晶闸管调压相互配合，使正常生产中晶闸管的导通角度在105o以上就可以使谐波含量降低至与自饱和电抗器配合二极管整流的水平。
参考文献：
1、《电化学整流实用技术手册》中国氯碱工业协会组织编写 2009年
2、《电力电子设备设计和应用手册 第3版》机械工业出版社 2008年
3、《电化学用整流器》机械工业出版社 1998年