JP2021093895A - 金属材料を溶融および/または加熱するためのプラント、及び当該プラントへの給電方法 - Google Patents
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Abstract
Description
−配電網に接続され、交流の一次電圧と一次電流を受け取り、それらを交流二次電圧と交流二次電流に変換するように構成されたトランス、
−トランスに接続され、交流二次電圧と二次電流を直流中間電流と直流中間電流に変換するように構成された複数の整流器、
−一方が整流器に接続され、他方が負荷、つまり電気炉に接続され、直流中間電圧と中間直流電流を交流給電電圧と交流給電電流に変換するように構成された複数のコンバータ。
本発明のこれらおよび他の態様、特徴および利点は、添付図面を参照して、非限定的な例として提供される実施形態の以下の説明から明らかになるであろう。
ここで、本発明の可能な実施形態を詳細に参照し、その1つまたは複数の例が添付の図に示されている。各例は、本発明の例示として提供されており、本発明の限定として意図されていない。例えば、1つ以上の図示または説明された特徴は、実施形態の一部であるため、他の実施形態で、または他の実施形態に関連して変更または採用して、さらなる実施形態を生成することができる。本発明は、そのような可能な修正および変形を含むことが理解される。
−配電網15を介した、トランス20への一次電圧Upおよび一次電流Ipの供給。
−一次電圧Upと一次電流Ipをトランス20で二次電圧Usと二次電流Isに変換する。
−二次電圧Usおよび二次電流Isを複数の整流器23で整流して、直流電圧Uiおよび直流電流Iiを得る。
−複数の変換器24を用いて、直流電圧Uiおよび直流電流Iiを、コンバータ24に接続された制御コマンドユニット25によって選択的に設定可能な交流給電電圧Uaおよび交流給電電流Iaに変換する。
−炉11への給電電圧Uaおよび給電電流Iaの供給。
当業者は、溶融および/または加熱プラント10および給電方法の多くの他の形態であって特許請求の範囲に記載の特性を有する同等の形態を確実に実現でき、それゆえ、これらは全て特許請求の範囲によって定まる保護範囲に属することが明らかである。
Claims (13)
- 金属材料(M)を溶融および/または加熱するためのプラントであって、
炉(11)と、電気エネルギー供給手段(13)と、前記供給手段(13)と前記炉(11)との間に接続された電力装置(12)と、を備えており、
前記電力装置(12)は、
−配電網(15)に接続され、交流一次電圧(Up)と一次電流(Ip)を受け取り、それらを交流二次電圧(Us)と交流二次電流(Is)とに変換するように構成された少なくとも1つのトランス(20)と、
−前記トランス(20)に接続され、前記交流二次電圧(Us)と前記交流二次電流(Is)とを直流中間電圧(Ui)と直流中間電流(Ii)とに変換するように構成された複数の整流器(23)と、
−一方側で前記整流器(23)に接続され、他方側で前記炉(11)に接続された複数のコンバータ(24)であって、前記直流中間電圧(Ui)と前記直流中間電流(Ii)とを、前記炉(11)に供給される交流給電電圧(Ua)と交流給電電流(Ia)とに変換するように構成されたコンバータ(24)と
を備えており、
前記交流給電電圧(Ua)及び前記交流給電電流(Ia)は、前記コンバータ(24)に接続された制御コマンドユニット(25)によって選択的に設定でき、
前記電気エネルギー供給手段(13)は、
前記電力供給装置(12)に接続されている、前記配電網(15)とは異なる独立した少なくとも1つの代替エネルギー源(16)であって、前記電力装置(12)に接続されており、前記配電網(15)によって供給される電気エネルギーに対して追加的又は代替的に、前記炉(11)に給電するためのエネルギーを供給するように構成された代替エネルギー源(16)を備えている
ことを特徴とするプラント。 - 前記少なくとも1つの代替エネルギー源(16)が、交流電圧(UAC)および交流電流(IAC)を供給するように構成された交流電気エネルギー源(31)を備えており、
前記交流エネルギー源(31)は、前記トランス(20)に接続されている、
ことを特徴とする請求項1に記載のプラント。 - 前記トランス(20)は、トランス一次側(21)と、前記トランス一次側(21)に磁気的に結合されたトランス二次側(22)とを備えており、
前記交流電気エネルギー源(31)は前記トランス一次側(21)に接続されている
ことを特徴とする請求項2に記載のプラント。 - 前記交流電気エネルギー源(31)が、水力発電所から選択された再生可能エネルギー源、または水力発電エネルギーを電気エネルギーに変換するのに適したダム(32)、または風力エネルギーを電気エネルギーに変換するのに適した少なくとも1つの風力タービン(33)と、交流の電気エネルギーを生成するように構成された少なくとも1つの交流発電機(36)とを含む風力発電所を備えている、請求項2または3に記載のプラント。
- 前記少なくとも1つの代替エネルギー源(16)が、
直流電圧(UDC)および直流電流(IDC)を供給するように構成された直流電気エネルギー源(34)を備えており、
前記直流電気エネルギー源(31)は、前記整流器(23)の下流の前記電源装置(12)の中間回路(27)に接続されている
ことを特徴とする、請求項1から4までのいずれか一項に記載のプラント。 - 前記直流電気エネルギー源(34)は、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換するのに適した複数の光起電性パネル(35)を含む再生可能エネルギー源である
ことを特徴とする請求項5に記載のプラント。 - 前記少なくとも1つの代替エネルギー源(16)と前記電力供給装置(12)との間に接続されている少なくとも1つの電気エネルギー貯蔵装置(37)であって、前記炉(11)に給電するために使用されないときは、前記再生可能エネルギー源によって生成されたエネルギーの貯蔵を可能にするように構成された少なくとも1つの電気エネルギー貯蔵装置(37)を備える
ことを特徴とする、請求項4または6に記載のプラント。 - 前記少なくとも1つの代替エネルギー源(16)が、化石燃料を燃焼させることにより電気エネルギーを得るように構成された非再生可能エネルギー源を含んでおり、
前記非再生可能エネルギー源は、ガスタービン又は補助電流発生器を含む群から選択されたものである
ことを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載のプラント。 - 管理ユニット(16)を備えており、
前記管理ユニット(16)は、前記配電網(15)及び前記少なくとも1つの代替エネルギー源(16)から入手可能な電気エネルギーの動作状態、品質、量、および/または費用、並びに前記炉(11)により必要とされるエネルギーの量のうち1つまたは複数のパラメータを監視し、
少なくとも各動作状態及び全エネルギー費用に応じて前記電力装置(12)へ電気エネルギーを供給し、ひいては前記炉(11)へ電気エネルギーを供給するため、一方、他方又は双方を選択するように構成されている
ことを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載のプラント。 - 前記トランス(20)、前記整流器(23)および前記コンバータ(24)が電源モジュール(29)を構成し、
前記電源装置(12)が前記配電網(15)と前記炉(11)との間及び前記代替エネルギー源(16)と前記炉(11)との間に、互いに並列接続された複数の前記電源モジュール(29)を備えている
ことを特徴とする、請求項1から9のいずれか一項に記載のプラント。 - 金属材料を溶融および/または加熱するためのプラント(10)の炉(11)に電気エネルギーを供給する方法であって、
供給手段(13)を用いて電気エネルギーを電力装置(12)に供給し、 前記炉(11)に供給される交流給電電圧(Ua)及び交流給電電流(Ia)を得るために前記電力装置(12)を用いて前記電気エネルギーを変換し、
前記方法は、
−配電網(15)を用いた、トランス(20)への一次電圧(Up)および一次電流(Ip)の供給と、
−前記トランス(20)を用いた、前記一次電圧(Up)および一次電流(Ip)を二次電圧(Us)および二次電流(Is)への変換と、
−直流電圧(Ui)及び直流電流(Ii)を得るための、複数の整流器(Is)を用いた前記二次電圧(Us)および二次電流(Is)の整流と、
−複数のコンバータ(24)に接続された制御コマンドユニット(25)を用いて選択的に設定可能な前記交流給電電圧(Ua)及び前記交流給電電流(Ia)への、前記コンバータ(24)を用いた前記直流電圧(Ui)及び前記直流電流(Ii)の変換と、
−前記炉(11)への前記給電電圧(Ua)および給電電流(Ia)の供給と、
を有する方法において、
前記配電網(15)によって供給される電気エネルギーに対して追加的又は代替的に、前記配電網(15)とは異なる独立した少なくとも1つの代替エネルギー源(16)であって前記電力装置(12)に接続された少なくとも1つの代替エネルギー源(16)を用いて、前記炉(11)に電気エネルギーを供給する
ことを特徴とする方法。 - 前記配電網(15)および前記代替エネルギー源(16)によって供給されるエネルギーの動作状態、エネルギー利用可能性、および費用と、前記炉(11)によって必要とされる電気エネルギーの量のうち1つ以上のパラメータを検出および/または監視し、
少なくとも検出された前記状態および/または前記炉(11)によって必要とされるエネルギーの前記量に応じて前記電力装置(12)に給電し、ひいては前記炉(11)に給電するため、前記配電網(15)と前記代替エネルギー源(16)のうち一方を使用するか、他方を使用するか、または両方を使用するかを決定する
ことを特徴とする請求項11に記載の方法。 - 前記代替エネルギー源(16)は、再生可能エネルギー源(32,33,35)を備え、前記方法は、前記再生可能エネルギー源(32,33,35)によって生成されたエネルギーを少なくとも1つの貯蔵装置(37)に貯蔵することにより、後続の時点で使用できるようにすることを特徴とする請求項12に記載の方法。
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