本實(shí)用新型涉及一種電解生產(chǎn)金屬用開(kāi)關(guān)電源，特別是適應(yīng)于稀土金屬氧化物電解生產(chǎn)金屬用開(kāi)關(guān)電源。
背景技術(shù)：
：稀土金屬可以通過(guò)電解稀土金屬氧化物獲得。該電解過(guò)程通常需要非常大的電流，例如幾千安培乃至上萬(wàn)安培。但是，常規(guī)的電解用開(kāi)關(guān)電源通常采用風(fēng)冷冷卻方式，并且不采用絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)。這導(dǎo)致開(kāi)關(guān)電源發(fā)熱量大、有功功率小、功率因數(shù)低于0.9，不能滿足稀土金屬氧化物電解要求。CN203086354U公開(kāi)了一種風(fēng)冷大功率高頻開(kāi)關(guān)電源變壓整流裝置，包括環(huán)形變壓器磁芯、變壓器原邊繞組、兩組薄銅片、兩塊銅板、兩組共陰極整流二極管模塊、兩個(gè)散熱器；所述原邊繞組由多股漆包線均勻繞于環(huán)形變壓器磁芯上構(gòu)成，兩組薄銅片分別穿過(guò)環(huán)形變壓器磁芯構(gòu)成變壓器副邊繞組，兩組薄銅片一端分別接到次級(jí)整流器的負(fù)極銅板，另一端則分別接到兩組共陰極整流二極管模塊的陽(yáng)極，兩組共陰極整流二極管模塊的陰極分別接到兩塊散熱器上，兩塊散熱器由正極銅板連在-起，構(gòu)成次級(jí)整流器的正極。該整流裝置依然使用風(fēng)冷冷卻方式，設(shè)備發(fā)熱量大、有功功率小、不能滿足稀土金屬氧化物電解要求。因此，迫切需要一種電解生產(chǎn)金屬用開(kāi)關(guān)電源，其散熱效果好，能耗降低顯著，功率因數(shù)得到顯著提升。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本實(shí)用新型的目的在于提供一種電解生產(chǎn)金屬用開(kāi)關(guān)電源，其散熱效果好，能耗降低顯著。本實(shí)用新型的進(jìn)一步目的在于提供一種電解生產(chǎn)金屬用開(kāi)關(guān)電源，其功率因數(shù)得到顯著提升。本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述目的。本實(shí)用新型提供一種用于電解金屬的開(kāi)關(guān)電源，其包括殼體，所述殼體的內(nèi)部容納有絕緣柵雙極型晶體管IGBT、三相整流橋、變壓器和水冷散熱器；所述絕緣柵雙極型晶體管與所述變壓器電連接；所述三相整流橋與所述變壓器電連接；所述的變壓器包括銅芯；所述水冷散熱器分布在所述銅芯的周?chē)⑶宜鏊渖崞鬟€分布在所述絕緣柵雙極型晶體管中。本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)電源有時(shí)也成為整流設(shè)備或供電設(shè)備，其用于維持穩(wěn)定輸出電壓。本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)電源優(yōu)選為高頻率大功率的開(kāi)關(guān)電源。該開(kāi)關(guān)電源可以將由國(guó)際通用的幾百安培電流提升到6-8千安培或1.5萬(wàn)安培以上，其功率因數(shù)得到顯著提升。本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)電源采用IGBT和具有銅芯的變壓器，減少了無(wú)功損耗和變壓器自身?yè)p耗。在本實(shí)用新型中，所述絕緣柵雙極型晶體管與所述變壓器電連接；所述三相整流橋與所述變壓器電連接。電連接的方式可以采用本領(lǐng)域所已知的那些。絕緣柵雙極晶體管是由雙極型三極管和絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件，兼有高輸入阻抗和低導(dǎo)通壓降等優(yōu)點(diǎn)。三相整流橋、絕緣柵雙極晶體管的結(jié)構(gòu)是本領(lǐng)域熟知的，這里不再贅述。在本實(shí)用新型中，所述的變壓器包括至少一個(gè)銅芯，優(yōu)選為兩個(gè)以上銅芯。本實(shí)用新型采用銅芯代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鐵芯，有利于降低能耗，并提高散熱效果，顯著提高功率因數(shù)。根據(jù)本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)電源，優(yōu)選地，所述的開(kāi)關(guān)電源還包括循環(huán)泵和儲(chǔ)罐；所述儲(chǔ)罐與所述水冷散熱器通過(guò)管線相連通；所述循環(huán)泵設(shè)置在所述儲(chǔ)罐與所述水冷散熱器之間的管線上。所述儲(chǔ)罐用于供給冷卻水，所述循環(huán)泵則為冷卻水的循環(huán)提供動(dòng)力。在本實(shí)用新型中，水冷散熱器分布在銅芯的周?chē)?，并且水冷散熱器還分布在絕緣柵雙極型晶體管中。根據(jù)本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)電源，優(yōu)選地，所述的水冷散熱器包括至少一根冷卻水管；優(yōu)選地，所述冷卻水管的數(shù)量為1～6根；更優(yōu)選為1～3根。作為優(yōu)選，本實(shí)用新型的冷卻水管為銅管。根據(jù)本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)電源，優(yōu)選地，所述冷卻水管包括第一冷卻段，其以蛇形分布在所述絕緣柵雙極型晶體管中。根據(jù)本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)電源，更優(yōu)選地，所述冷卻水管還包括第二冷卻段，其以蛇形分布在所述銅芯的周?chē)?。所謂的“蛇形”表示冷卻水管存在至少一個(gè)彎曲。將冷卻水管同時(shí)設(shè)置在絕緣柵雙極型晶體管中和變壓器的銅芯周?chē)?，可以進(jìn)一步改善開(kāi)關(guān)電源的散熱效果，并降低能耗，提高功率因數(shù)。根據(jù)本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)電源，優(yōu)選地，所述冷卻水管還包括連接段，其用于將第一冷卻段和第二冷卻段相連通。這樣可以通過(guò)一個(gè)循環(huán)泵控制整個(gè)水冷散熱器。根據(jù)本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)電源，優(yōu)選地，所述冷卻水管包括進(jìn)水口和出水口，所述進(jìn)水口設(shè)置在第一冷卻段，所述出水口設(shè)置在第二冷卻段。冷卻水通過(guò)所述進(jìn)水口進(jìn)入第一冷卻段中流動(dòng)，從而冷卻絕緣柵雙極型晶體管；之后通過(guò)連接段進(jìn)入第二冷卻段中流動(dòng)，進(jìn)而冷卻變壓器。根據(jù)本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)電源，優(yōu)選地，所述進(jìn)水口和所述出水口均設(shè)置在所述殼體的外部。這樣便于開(kāi)關(guān)電源的組裝。根據(jù)本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)電源，優(yōu)選地，所述的開(kāi)關(guān)電源還包括銅排，其設(shè)置在所述銅芯的附近，其用于進(jìn)一步冷卻所述銅芯。作為散熱元件，銅排可以作為水冷散熱器的補(bǔ)充，彌補(bǔ)水冷卻的滯后性的不足，從而保證散熱效果。本實(shí)用新型的電解生產(chǎn)金屬用開(kāi)關(guān)電源，散熱效果好，且能耗降低顯著。此外，其功率因數(shù)也得到了顯著提升。附圖說(shuō)明圖1為本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)電源的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明如下：1-三相整流橋、2-絕緣柵雙極型晶體管、3-變壓器、4-銅排、5-銅芯、6-水冷散熱器、61-第一冷卻段、62-第二冷卻段，63-連接段、64-進(jìn)水口、65-出水口、10-殼體。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不限于此。實(shí)施例1如圖1所示，本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)電源包括一個(gè)殼體10；殼體10的內(nèi)部容納有三相整流橋1、絕緣柵雙極型晶體管2、變壓器3和水冷散熱器6。三相整流橋1與變壓器3電連接；緣柵雙極型晶體管2與變壓器3電連接。該開(kāi)關(guān)電源還包括循環(huán)泵(未圖示)和用于供給冷卻水的儲(chǔ)罐(未圖示)；循環(huán)泵設(shè)置在儲(chǔ)罐與水冷散熱器6之間的管線上。如圖1所示，變壓器3包括兩個(gè)銅芯5。水冷散熱器6分布在銅芯5的周?chē)?，并且分布在絕緣柵雙極型晶體管2中。水冷散熱器6包括一根冷卻水管(銅管)；該冷卻水管包括第一冷卻段61、第二冷卻段62和用于連接二者的連接段63。第一冷卻段61以蛇形分布在絕緣柵雙極型晶體管2中。第二冷卻段62以蛇形分布在銅芯5的周?chē)?。該冷卻水管包括設(shè)置在殼體10的外部的進(jìn)水口64和出水口65。進(jìn)水口64設(shè)置在第一冷卻段61的末端；出水口65設(shè)置在第二冷卻段62的末端。在循環(huán)泵的作用下，儲(chǔ)罐中的冷卻水通過(guò)進(jìn)水口64進(jìn)入第一冷卻段61中流動(dòng)，從而冷卻絕緣柵雙極型晶體管2；之后通過(guò)連接段63進(jìn)入第二冷卻段62中流動(dòng)，進(jìn)而冷卻變壓器3的銅芯5。如圖1所示，該開(kāi)關(guān)電源還包括銅排4，其設(shè)置在銅芯5的附近，用于進(jìn)一步冷卻銅芯5。采用該開(kāi)關(guān)電源將電流提升到1.5萬(wàn)安培，功率因數(shù)為0.99，散熱效果良好。將該開(kāi)關(guān)電源用于電解稀土金屬鐠釹，結(jié)果見(jiàn)表1。表1爐號(hào)金屬重量(kg)用電量(kW·h)I1681478I1621433I1671469I1611449I1661464五天累計(jì)生產(chǎn)出稀土金屬824kg，共用電7293kW·h，平均每kg稀土金屬用電量為8.85kW·h。對(duì)比例1除了省略水冷散熱器6、并采用常規(guī)開(kāi)關(guān)元件代替絕緣柵雙極型晶體管2之外，其他部件和連接方式與實(shí)施例1相同。采用該開(kāi)關(guān)電源將電流提升到1.5萬(wàn)安培，功率因數(shù)為0.75，散熱效果差。將該開(kāi)關(guān)電源用于電解稀土金屬鐠釹，結(jié)果見(jiàn)表2。表2爐號(hào)金屬日產(chǎn)量(kg)用電量(kW·h)I1631956I1672020I1602000I1692028I1662025五天累計(jì)生產(chǎn)出稀土金屬825kg，共用電10029kW·h，平均每kg稀土金屬用電量為12.16kW·h。本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式，在不背離本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到的任何變形、改進(jìn)、替換均落入本實(shí)用新型的范圍。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3