[发明专利]一种离子膜电解槽

权利要求书

1.一种离子膜电解槽，其特征在于包括：槽体，所述槽体内设置有离子交换膜，所述离子交换膜将所述槽体分割为阳极室和阴极室，其特征在于，所述槽体的底部还设一出料漏斗，且所述出料漏斗与所述阴极室相连；

所述出料漏斗与一出液管相连以排放电解废液；

在所述出料漏斗的底部设一适于收集析出的金属的收集仓，且该收集仓的入口与所述出料漏斗的底部相连。

2.根据权利要求1所述的离子膜电解槽，其特征在于还包括：中央处理器，所述收集仓的底部设有卸料口，在收集仓内的底部设一重量传感器以检测收集仓内的金属的重量，该重量传感器与所述中央处理器相连，在所述收集仓的入口处设一阀，该阀和卸料口由中央处理器控制；

其中，当所述重量传感器检测到所述收集仓收集的金属达到一定重量时所述中央处理器关闭所述阀，并打开卸料口卸下收集仓内的金属。

3.根据权利要求2所述的离子膜电解槽，其特征在于还包括：在所述离子膜电解槽的三相电源输入端连接一适于矫正功率因素的链式SVG装置；

所述链式SVG装置包括：

H电桥多联型的多电平逆变器，其由连接于所述三相电源的三相H桥功率模块构成，其中，每相H桥功率模块中增设至少一个备用H电桥单元电路；

自动旁路电路，设于各H电桥单元电路的输出端，且当一H电桥单元电路发生损坏时，将该H电桥单元电路旁路；

采样电路，适于采集所述三相电源的电压和电流的瞬时值；

分相电流独立控制电路，其与所述采样电路相连的适于根据所述三相电源的电压和电流的瞬时值计算出所述脉宽调制电路所需的正弦调制波的调制比M和相位角                                                ；

脉宽调制电路，与所述分相电流独立控制电路相连，用于根据所述正弦调制波的调制比M和相位角对各H电桥单元电路之间采用的载波三角波移相SPWM进行控制；即，当损坏的H电桥单元电路旁路后，该脉宽调制电路适于在保持所述采样电路的采样周期不变的基础上，改变该损坏的H电桥单元电路所在的一相H桥功率模块的所述载波三角波移相SPWM的载波频率，以获得与该相H桥功率模块中剩余的H电桥单元电路数量相对应的载波三角波移相SPWM的脉冲调制波形。

4.根据权利要求3所述的离子膜电解槽，其特征在于，所述分相电流独立控制电路，包括：

锁相环，根据所述三相电源的电压的瞬时值以跟踪所述三相电源的电压相位；

无功电流给定模块，适于根据所述锁相环得出的电压相位计算出该电压相位的余弦量并与一无功电流参考值相乘，以得到实际的无功电流输出；

有功电流给定模块，适于根据所述锁相环得出的电压相位计算出该电压相位的正弦量，同时根据所述各相H桥功率模块的直流侧电容的电压平均值与一直流侧电容的电压参考值相减并经过PI控制后再与所述正弦量相乘，以得到实际的有功电流输出；

瞬时电流跟踪模块，用于先将所述无功电流给定模块和有功电流给定模块输出的电流叠加，然后减去所述三相电源中的瞬时电流，并通过控制器以计算出所述脉宽调制电路所需的正弦调制波的调制比M和相位角。

5.根据权利要求2所述的离子膜电解槽的工作方法，包括：

①所述离子膜电解槽的电解反应析出的金属滑入出料漏斗，并进入收集仓；

②当所述重量传感器检测到所述收集仓收集的金属达到一定重量时所述中央处理器关闭所述阀，并打开卸料口卸下收集仓内的金属；

③卸料完毕后，关闭所述卸料口和阀，所述离子膜电解槽继续电解反应。

6.根据权利要求4所述的离子膜电解槽的工作方法，包括：

所述链式SVG装置的工作方法包括如下步骤：

A：当一H电桥单元电路损坏时，相应的自动旁路电路旁路该H电桥单元电路；

B:所述脉宽调制电路在保持所述采样电路的采样周期不变的基础上，改变所述损坏的H电桥单元电路所在的一相H桥功率模块的所述载波三角波移相SPWM的载波频率，以获得与该相H桥功率模块中剩余的H电桥单元电路数量相对应的载波三角波移相SPWM的脉冲调制波形；

所述分相电流独立控制电路的工作方法包括如下步骤：

（1）通过锁相环根据输入的所述三相电源的电压的瞬时值以跟踪所述三相电源的电压相位；

（2）根据所述锁相环得出的电压相位计算出该电压相位的余弦量并与一无功电流参考值相乘，以得到实际的无功电流输出；

（3）根据所述锁相环得出的电压相位计算出该电压相位的正弦量，同时根据所述各相H桥功率模块的直流侧电容的电压平均值与一直流侧电容的电压参考值相减并经过PI控制后再与所述正弦量相乘，以得到实际的有功电流输出；

（4）用于先将所述无功电流给定模块和有功电流给定模块输出的电流叠加，然后减去所述三相电源中的瞬时电流，并通过控制器以计算出所述脉宽调制电路所需的正弦调制波的调制比M和相位角。