EPP-Ⅱ高压脉冲电源
脉冲功率技术
华中科技大学研究生课程考试答题本考生姓名李猛虎考生学号 M201371361 系、年级高电压与绝缘技术2013级类别硕士考试科目脉冲功率技术考试日期 2013年12月15日脉冲功率技术是指把较小功率的能量以较长时间慢慢输入到能储存能量的设备中,然后通过动作时间在毫微秒左右的快速开关将此能量在毫微秒至微秒时间内释放到负载上,以得到极高的功率,实质上是输出功率对输入功率的放大。
脉冲功率系统中能量的储存方式有许多种,如电容储能,电感储能,脉冲电机储能以及电池储能等。
脉冲功率技术研究的技术指标为:电压1kV~10MV,电子能量0.3~15MeV(电子伏),述流大小1kA~10MA,脉冲宽度0.1~100ns,束流功率0.1~100TW,总能量:1kJ~15MJ。
脉冲功率技术的特征是:高脉冲功率,短脉冲持续时间,高电压,大电流。
脉冲功率技术,是以电气科学技术为基础,把电工新技术和高电压-大电流技术融为一体的新型学科。
脉冲功率技术在国防科研和高新技术领域有着极为重要的应用,而且现在已经越来越多地应用于工业和民用部门,它是高新技术研究的重要技术基础之一,有着极其广泛的发展和应用前景。
脉冲功率的发展历程脉冲放电现象存在于大自然。
人们最早是在20世纪30年代开始研究脉冲功率现象。
1938年,美国人Kingdon和Tanis第一次提出用高压脉冲电源放电产生微秒级脉宽的闪光X 射线;1939年,苏联人制成真空脉冲X射线管,并把闪光X 射线照相技术用于弹道学和爆轰物理学实验。
采用高压脉冲电容器并联充电、串联放电方式来获得较高电压脉冲。
第二次世界大战期间,企图将脉冲功率技术应用于军事的电磁炮和其他研究再度兴起,也促进了脉冲功率科学技术的形成和发展。
1947年,英国人A.D.Blumlien以专利的形式,把传输线波的折反射原理用于脉冲形成线,在纳秒脉冲放电方面取得了突破。
1962年,英国原子能研究中心的J.C.Martin领导的研究小组,将Marx发生器与Blumlien的专利结合起来,建造了世界上第一台强流相对论电子束加速器SOMG(3MV,50kA,30ns),脉冲功率达TW(1012W)量级,开创了高功率脉冲技术的新纪元。
光电倍增管高压电源设计
光电倍增管高压电源设计作者:夏江涛房润晨袁昌斌来源:《现代电子技术》2010年第02期摘要:介绍了一种基于脉宽调制( PWM) 技术的高电压、低电流稳压电源,主要用于光电倍增管等光电探测器的高压偏置源。
采用集成电路控制方案,由PWM集成控制器SG3524产生脉宽可调制的矩形波控制信号,选用自制的高频变压器实现脉冲升压,通过倍压整流方式实现直流高压输出。
经过实验测试,当输出高压为1 200 V时,输出电压稳定度高,纹波系数小于1%。
该电源的性能稳定可靠,可用作多种便携式探测设备中的高压偏置源。
关键词:开关电源;脉宽调制;倍压整流;变压器;光电倍增管中图分类号:TN86文献标识码:B文章编号:1004-373X(2010)02-201-04Design of High_voltage Power Supply in PhotomultiplierXIA Jiangtao,FANG Runchen,YUAN Changbin(College of Electronic & Information Engineering,Nanjing University of Information Science & Technology,Nanjing,210044,China)Abstract:A high_voltage under_current stable power based on PWM technology is introduced,which is principally used as the photoelectric detector′s high_voltage power such as photomultiplier.The switching mode power adopts integrated circuit ,which is integrated controller SG3524,producing pulse_width modulating squarewave control signal.The power supply adopts homemade high_frequency transformer to realize step_up pulse and get the high_voltage output by voltage doubling rectifying circuit.In the experiment,the output is high stable and the ripple factor is less than 1%.The power is stable and reliable,it can be used as the portable detection equip ment′s high_voltage power.Keywords:switching mode power supply;pulse width modulation;voltage doubling rectifying circuit;transformer;photomultiplier0 引言便携式设备应具备体积小,轻便、移动性好等优点。
EHC-II电除尘高频电源使用手册
设备的正常启动-----------------------------------------------------------------25
设备的正常停机-----------------------------------------------------------------25
EHC-II产品结构
高频电源正面图
图1
EHC-II铭牌安装在正面外壳上,通过铭牌可以获知此台EHC-II的规格大小。
图2
图2是高频电源铭牌,其中:
电源断开情况下,由于EHC-II高频电源内部带有大容量电容,其残余能量仍能造成人员的伤害,非专业人士严禁打开机箱!
电源断开情况下,由外部电源供电的控制电路也会将危险电压引入EHC-II高频电源内部,仍有可能造成人员的伤害,如低压振打、加热控制回路检修维护时,请断开外部相关控制回路的电源!
EHC-II高频电源必须用足够粗的电缆可靠接地,绝对禁止在没有可靠接地或接地电阻大于国家相关标准的情况下,对EHC-II高频电源进行通电!
双室四电场(以上)通讯方案---------------------------------12
双室四电场(以上)通讯方案2---------------------------------------------13
五、产品适用范围----------------------------------------------14
高压侧参数说明-----------------------------------------------------------------9
高功率、高可靠性、长寿命脉冲电源
不停车系统(ETC)、智能四表(气表、电表、水表、热表)、GPS 定位追踪等领域。本文以 SPC1520 为代表,将介绍 EVE 的 SPC 电池电容器的电
性能特点及应用。
[关键词]脉冲电源;高低温性能;SPC;安全性能
[中图分类号]TQ
[文献标识码]A
[文章编号]1007-1865(2019)13-0246-02
Keywords: Pulse power battery;high and low temperature performance;SPC;safety performance
目前,物联网技术逐渐应用于生活的各方面,如高速路电子
不停车收费系统(ETC)—通过安装在车辆挡风玻璃上的车载电子 标签与在收费站 ETC 车道上的微波天线之间的微波专用短程通 讯,利用计算机联网技术与银行进行后台结算处理,从而达到车
(5-10 年或 10 年以上、低自放电)、高可靠性(适应室外-40 ℃-+85 ℃ 极端环境)和大电流脉冲(实现信息收集、传递)的要求[7]。而普通 的电池由于能量密度限制,需要频繁更换,电池成本往往比物联
网设备的自身成本高,难以满足要求。
针对这一问题,EVE 开发了 SPC 电池电容器。通过 SPC 高 功率电池电容与高容量锂亚电池(Li/SOCl2)并联,实现了高功率和 高能量密度的结合,可以满足大部分客户的需求。本文将介绍 EVE 开发的 SPC 电池电容的电性能以及 SPC+锂亚电池作为物联网组 合电源应用实例,最后对比了 SPC1520 和某款锂离子电容器(LIC) 在 90 ℃高温储存后低温放电性能。
图 1 SPC1520 室温不同电流放电曲线 Fig.1 SPC1520 discharge curves with different currents at RT 2.2 不同温度放电性能
用于等离子体发生器的高频高压脉冲电源的设计
摘要低温等离子在工业以及军事上的应用具有非常广阔的前景。
目前,研究较多的是在大气压下以介质阻挡放电产生离子体。
介质阻挡放电(DBD)是目前一种典型的可通过大气压放电产生等离子体技术,因而受到国内及国外的广泛关注。
高频高压脉冲电源是介质阻挡放电的核心部分。
介质阻挡放电产生等离子体的效果直接与电源的频率、电压以及波形相关。
频率和电压越高,放电的效果也就越好。
所以用于介质阻挡放电的高频高压脉冲电源成为研究的重点。
根据这些特点,本文将探讨用于产生等离子脉冲电源的设计方法,设计了一种基于PWM控制的高频、高压的大功率逆变电源,电源系统主要包括整流滤波电路、逆变电路、驱动以及控制电路。
对电源的整流电路、逆变电路、驱动及保护电路等进行了分析,功率电路以IGBT为主控开关功率转换器件,采用全桥逆变电路形式,同时讨论了IGBT的特性和使用注意事项,以及对关键元器件的保护措施。
电源控制电路采用以单片机AT89C51为核心,对整个电源系统进行控制,采用脉宽调制方式来控制电源输出外特性。
本文采用了Multisim10软件对各个部分进行了逐项仿真分析,通过仿真结果进一步证明脉冲电源设计的合理性,为硬件电路设计提供重要参考和依据。
设计出适用于介质阻挡放电负载的高频高压脉冲电源。
关键词:介质阻挡放电;全桥逆变电路;IGBT ;高频高压脉冲电源;仿真。
AbstractLow-temperature plasma in the industrial and military applications has a very broad prospects. At present,most studies of producing plasma are focused on those produced by Dielectric Barrier Discharge(DBD)under atmosphere. So it is paid widely attention by home and abroad.The high-frequency and high-voltage pulse power source is the core part of the dielectric barrier discharge.The effect of plasma produced by DBD correlates directly with voltage,frequency and wave-form of the power supply.The higher the voltage and the frequency of the power supply,the better the effect of discharging. Hence,to develop discharge power supply used in DBD is the main question.Base on these feathures, This article will explore the plasma used to produce the design method of pulse power, Designed a high-frequency, high voltage high power inverter which base on PWM. this power system consists of rectifier filter circuit, inverter circuit, drive and control circuits. And analyze the power of the rectifier circuit, inverter circuit, driver and protection circuits. power circuit takes the IGBT as charging switch power for changing a component, adopting full-bridge topology circuit, And the characteristic and matters needing attention of IGBT,and the protection measures of some pivotal component. Power controlling circuit takes single microchip AT89C51 as the gore to control the whole system . and adapts PWM to control the output volt-ampere character ofpower source. In this paper,use the Multisim10 software to itemize all parts with simulative analysis.Through the simulation result,it further proves the rationality of pulsed power supply design and supplies significant references and basis for hardware circuit design. Designed for high-frequency dielectric barrier discharge high-voltage pulse power load.Key words: dielectric barrier discharge; full-bridge inverter circuit; IGBT;high frequency high voltage pulse power; simulation.目录1 绪论 (1)1.1等离子体及介质阻挡放电概述 (1)1.1.1 等离子体的概念 (1)1.1.2 等离子体的应用 (2)1.1.3 介质阻挡放电概述 (2)1.1.4 介质阻档放电电路的物理结构和工作原理 (3)1.1.5负载特性及高频高压脉冲电源研制必要性 (3)1.2国内外高频高压脉冲电源的研究现状 (4)1.3高频高压电源研制的难点 (4)2 电源电路的设计 (6)2.1电源研制方案 (6)2.2整流滤波电路 (7)2.2.1 整流滤波电路设计 (7)2.2.2 本设计使用的整流电路 (7)2.2.3滤波电路 (9)2.3逆变电路原理 (10)2.4输出电路 (11)3 功率开关器件 (12)3.1功率开关器件的应用 (12)3.2绝缘栅双极晶体管(IGBT) (13)3.2.1 IGBT功率开关管应用 (13)3.2.2 IGBT的工作原理 (14)3.2.3 IGBT的主要参数 (14)3.2.4 IGBT对驱动电路的要求 (14)3.2.5 IGBT的驱动 (15)3.2.6 EXB841工作原理 (15)3.2.7 EXB841典型应用电路及引脚功能表 (16)4PWM单片机控制 (18)4.1PWM驱动电路模块 (18)4.2PWM控制系统 (18)5 高频高压脉冲电源计算机仿真 (21)5.1电源主回路仿真 (21)5.1.1 NI Multisim10仿真软件 (21)5.1.2 Multisim特点 (21)5.1.3 高频高压脉冲电源主电路的模型 (22)5.1.5 逆变电路模型和仿真 (23)5.1.6 串联谐振电路模型和仿真 (24)5.1.7 PWM信号仿真 (25)5.1.8 IGBT的开关特性的仿真 (26)6 硬件调试 (28)总结 (30)谢辞 (31)参考文献 (32)附录 (33)附录1程序 (33)附录2PWM信号发生器硬件电路原理图及其PCB图 (39)附录3电源模型电路原理图及其PCB图 (40)附录4PWM信号仿真图 (41)附录5主电路原理图 (43)附录6总电路原理图 (43)1 绪论介质阻挡放电技术可以用来产生等离子体,而等离子体在工业及军事上的应用具有十分广阔的前景。
原油电脱水高频高压脉冲电源控制器设计
及调理 电路调 理后 得 到 的 电流信 号 , E是 人 为设 定 I R 的基准值 。从 图 1中可 以看 到 , 控制 系统为单 闭环 此 结构 , 中 开 关 电 源 模 块 为 4 其 7个 电 压 固 定 模 块 ; P WM 模块是 1 电压可 调模 块 。如 图 2 示 , 个 所 主控
2 1 年 第 3期 01 总 第 7 期 1
石 油 工 业 计算 机 应 用
Com pu e t r Appl a i t o e i tonsofPe r l um c
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器 I 。因此 , 油 脱 水 越 来 越 受 到 各 大 油 田关 注 。 s ] 原
1原 油 电脱 水 高 频 高 压 脉 冲 电 源 控 制
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1 1原 油 电脱水 高频 高压脉 冲 电源控 制思 想 .
高 频高 压脉 冲电源 以其脱 水效 率 高 、 能 、 耗低 等 节 功 特 点 , 为一 种绿 色能 源 将 在 原 油 脱水 工 艺 中有 着 作
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2 1 第 3期 0 1年 樊 春 燕 , : 油 电脱 水 高 频 高 压 脉 冲 电 源 控 制 器 设 计 等 原
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工作 状态 , 同时把损 坏 的 电源 模块 信 号告 诉 上 位机 ,
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聚 结 力 F与 电 场 强 度 的 平 方 成 正 比 , 水 颗 粒 与
半径 的 6次方成 正 比 , 水 颗 粒 之 间 的距 离 的 4次 与 方成 反 比 。因此要 增 大 水 颗 粒 间 的 聚结 力 , 必须 从 三个方 面 人手 : 1 提高 电场 强度 ;2 增 大 水颗 粒直 () () 径 ;3 减 小水 颗 粒 间距 离 。 脉 冲幅 度 ( 冲 电压 峰 () 脉
静电除尘器脉冲高频电源 各类高压电源性能对比
静电除尘器脉冲高频电源各类高压电源的性能对比与脉冲高频电源简介概述在饱受雾霾之苦的今天。
随着我国对环境保护的日益重视,燃煤电厂的污染排放受到人们的关注,国家和地方环保部门对燃煤电厂污染物的排放和总量有了较严格的控制,并且排放标准逐年升高。
这就迫使企业对现有的静电除尘器设备进行不断的升级和改造。
但是现有的问题是,很多企业的静电除尘器在当初设计时没有考虑到未来的排放标准会如此苛刻,导致一批静电除尘器在今天的环保标准下排放超标。
而在静电除尘器升级改造中,增加电场又没有足够的场地,用袋式除尘器又担心后期的维护成本。
所以提高静电除尘器高压电源的供电技术,才是解决这个问题最有效的捷径。
下面我们就通过粉尘的荷电机理与电源工作原理来论证一款由中国自主研发的新型静电除尘器高压电源——脉冲高频电源。
一、静电除尘器高压电源发展的三个阶段:第一阶段:工频电源1、恒流源:单相交流380V输入,变压器分档调幅调压,高压硅堆整流输出。
输出频率100Hz。
二次电压输出波形:纹波较大的直流(DC)电压波形。
2、单相可控硅电源:单相交流380V输入,可控硅调相调压,高压整流变压器输出。
输出频率100Hz。
二次电压输出波形:纹波较大的直流(DC)电压波形。
3、三相可控硅电源:三相交流380V输入,可控硅调相调压,高压整流变压器输出。
输出频率300Hz。
二次电压输出波形:纹波较小的直流(DC)电压波形。
第二阶段:高频电源1、按输出频率可分为:10 kHz、20 kHz、50 kHz。
2、按调压方式可分为:调频高频电源、调幅高频电源。
三相交流380V输入,可控硅/二极管调相调压,IGBT全桥逆变经高压整流变压器输出。
输出频率10 kHz、20 kHz、50kHz。
二次电压输出波形:基本上纯直流的(DC)电压波形。
第三阶段:工频基波脉冲电源工频基波脉冲电源:由两组独立电源组成即基波电源和脉冲电源。
基波频率300Hz,脉冲频率100pps,脉冲宽度75μs;第四阶段:脉冲高频电源:由多组独立高频电源叠加组成。
高频高压脉冲电絮凝专用电源
高频高压脉冲电絮凝专用电源High-frequency high-voltage pulse electric power dedicated flocculation使用说明手册(Help Manual)(一)概述该电源在(原美国及台湾的电絮凝电源是采用了普通的可控硅电源,也就是常见的一个交流变直流的电解电源,能源利用效率≤70%)的基础上,自主研发的高科技产品,采用自主开发的微处理芯片,配备了优质的传感器,采用了国际上先进的西门子IGBT的模块,可实现频率可调,脉宽可调,过热过流保护,具有精确,可靠,能耗低利用效率≥95%以上!具有直观的操作界面,也可为客户配备高档的人机或工控机界面。
(特殊场合可增加隔离变压器输入,来增加整机安全性及稳定性,特别适应感性、容性及特殊负载,负载测试和寿命试验可靠性高)。
(二)主要技术参数1.输入电压(INPUT Volatge):AC0-400V±20% 50-60HZ2.输出电压(OUTPUT Volatge):DC0-500V(可调)3.输出电流(OUTPUT Amp:20-200A4.输出频率(Operating frequency):800-35000HZ(可调)5.换向周期(For the cycle):2S-600S(防止阳极钝化而设计的可调)6.输出波形(OUT Waveform):纯方波操做简单,人性化设计,接线方便,公司还开发了全隔离的电源,适合露天环境使用,更安全!公司和南京,苏州,昆山,大庆,浙江杭州,嘉善的多家环保公司合作,在浙江钱江摩托及晋亿实业等大型污水工程中使用,在铝材及电镀及线路板和等高含油等污水工程中使用,长期运行情况可靠无故障,性价比高!我公司高频电源输出波形:市场上常见的普通电源波形:警告注!不能在设备工作的情况下更换极板及取电凝槽的水样!必须在专业人员监护下,确认切断电源.挂上警告牌才可更换极板及取水样!。
高功率微波电磁脉冲防护ⅱ级标准
高功率微波电磁脉冲防护ⅱ级标准
高功率微波电磁脉冲(High Power Microwave Electromagnetic Pulse,HPM EMP)防护Ⅱ级标准是指对抗HPM EMP威胁的一种防护措施。
HPM EMP是一种大功率电磁能量脉冲,具有强大的破坏力,可以对电子设备、电力系统、通信系统等造成严重影响。
Ⅱ级标准是对HPM EMP进行防护的较高级别要求。
它包括以下主要内容:
1. 设计选址:选择相对安全的地理位置,远离可能受到HPM EMP影响的设施,如军事基地、雷达站等。
2. 电器设备防护:使用HPM EMP防护材料来包裹和隔离电子设备,减少其受到脉冲干扰的可能性。
3. 电源线防护:使用特殊的电源线,如带有抗EMP功能的电源线,以降低HPM EMP对电力系统的影响。
4. 地下设施建设:将重要的电子设备和系统放置在地下设施中,以减少HPM EMP的入侵。
5. 远离电磁辐射源:远离可能产生HPM EMP的电磁辐射源,如雷达站、高功率电视发射器等。
高功率微波电磁脉冲防护Ⅱ级标准适用于对抗HPM EMP威胁的重要设施,如军事基地、通信中心、电力系统等。
它可以有效减少HPM EMP对这些设施的威胁,确保其正常运行和安全性。
EHC-II电除尘高频电源使用手册
检修维护停机步骤----------------------------------------------------------25
十三、软件监控与操作----------------------------------------------27
请用户务必加强设备及使用区域的安全监管!
EHC-II高频电源比传统的工频电源具有更强的集尘效果,请注意灰斗的料位状态及输灰的时间工艺,防止料位过高,造成极间短路或灰斗坍塌等问题!
1、EHC-II高频电源概述----------------------------------------------4
二、EHC-II高频电源的设计特点----------------------------------------------7
高频电源内部的关键元件的型号---------------------------------------------------7
逆变部分IGBT设计--------------------------------------------------------------7
设备的机械安装-----------------------------------------------------------------19
设备的电气安装-----------------------------------------------------------------20
十、首次使用(正式运行前的调试工作)--------------------------------------21
电除尘用脉冲式高频高压电源
电除尘用电除尘用脉冲式高频高压电源脉冲式高频电源是新一代先进的电除尘器电源产品。
以我司自主开发的GAC-520控制器作为中心控制部件,以IGBT为主控器件,借助调制解调技术,驱动不同类型整流变压器,实现高频电源功能,为电除尘器电场提供最高的电晕功率,最大限度激发电场的收尘潜能,提高除尘效率。
一、产品特点1、二次电压平滑、二次电流高、闪络控制特性好二次电压趋近于纯直流,几乎没有纹波。
高频电源纯直流供电时的输出纹波小于5%,远小于工频(50/60Hz)电源35%-45%的纹波百分比,闪络恢复快,运行平均电压可达工频电源的1.3倍。
二次电流为尖峰载波使阴极尖端的电场强度的不均匀性更加激烈,电晕电流加大,可达工频电源的2倍,在同一电场的情况下,能够大幅度提高电晕功率,提高收尘效率。
闪络恢复快,微秒级内快速关断闪络电流,无闪络电流冲击问题,不会损伤极板,极线。
2、运行更可靠,系统更智能脉冲式高频电源借助调制解调技术,将高频信号调制于低频载波信号中,解决了高频大功率信号不能远距离传输的问题,成功地将高频控制柜与变压器分开,避免了原高频电源控制柜置于除尘器顶上受环境侵蚀的故障发生,极大地提高设备的运行可靠性。
采用IGBT硬开关工作方式。
在硬开关工作方式下,逆变回路的工作频率及载波频率完全由单片机控制,与逆变回路参数及负载的大小无关,保证工作的稳定性,同时减少了逆变回路的损坏,提高逆变回路的效率。
与常规的电源相比具有更高的除尘效率。
内置智能型控制软件,能根据现场的工况情况,自动调节工作频率,以适应不同电场、不同工况的要求。
工作频率从2KHz-20KHz之间变化。
任何的谐振式高频电源都无法做到这样宽范围频率调节。
3、三相平衡,无谐波采用三相电源输入,对电网无污染。
效率与功率因素高,功率因素大于95%,比工频电源节能20%以上,节省大量电能,绿色环保。
4、非常适用于除尘器电源产品的升级改造,方便快捷脉冲式高频高压电源控制柜,非常使用用于常规电源的升级改造成为高频电源。
高压强脉冲电源的设计西安兆福电子有限公司史平君—中国兵器工业
高压强脉冲电源的设计西安兆福电子史平君—中国兵器工业第二0六研究所特种电源部主任、高级工程师,IEEE会员,中国电源学会常务理事、中国电源学会特种电源专业委员会主任委员,陕西省电源学会副理事长,西安市电源学会副理事长,陕西省笫五届科协委员。
专业特长为高压电源、高压脉冲电源,军用特种电源,雷达发射机及导航发射机电源,高能物理及加速器电源,高压充电电源等。
摘要:本文提出了一种强脉冲发生器电源的设计方案,应用此方案设计了高压电源、IGBT控制充电、可控硅控制放电,可以自动运行的脉冲磁场发生设备。
最大直流电压到达3KV且连续可调,放电脉冲电流高达10000A。
该设备由一片AT89C52单片机控制,可实现与电脑的连接。
关键词:高压电源; IGBT ;可控硅The Design of High Voltage Pulsed Power SupplyAbstract: This paper presents a strong pulse generator power supply design, applications for this program designed high-voltage power supply, IGBT control the charging and SCR controlled discharge, can be run automatically pulse magnetic field equipment. Maximum DC voltage 3KV and continuously adjustable discharge pulse currents up to 10000A. The device is controlled by an AT89C52 microcontroller can be realized with the computer.Key words: high voltage power supply;IGBT;SCR,引言:强脉冲磁场对工业装置及医疗的作用[1],强脉冲磁场对金属形成时的影响[2]以及脉冲磁场刺激对生物体的效应等已经越来越引起人们的关注。
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电除尘电源的第三个里程碑连成环保EPP-Ⅱ型高压脉冲电源的研发及应用电除尘器在我国已有30年以上的历史,自然作为电除尘器的重要部分--高压电源也已经走过30多年的历程了。
在这三十多年中,电除尘器电源有单相工频可控整流电源、工频恒流电源、三相可控整流电源、中频电源、调频式高频电源和调幅式高频电源及脉冲电源等多种形式。
但是从研发和应用的广度和深度来看,从1985年至2000年主要是工频电源,这是第一个里程碑; 2001 年至2015年主要是第二个里程碑--高频电源;从现在开始,电除尘器高压电源已经步入了第三个里程碑一脉冲电源。
估计再过十年或十五年,脉冲电源也会如今天的高频电源一样,得到大家的认可和广泛的应用,到2030年新建电除尘器选择电源时,人们就不会考虑工频电源,很少考虑高频电源,而是更多地考虑脉冲电源了。
高压脉冲电源高压脉冲电源主要由采用移相ZVT-PWM控制技术的全桥逆变电路和多个相互独立的低压固体开关式脉冲形成单元组成,以DSP为控制核心,以窄脉冲(100us及以下)电压波形输出为基本工作方式。
在不降低或提高除尘器运行峰值电压的情况下,通过改变脉冲重复频率调节电晕电流,以抑制反电晕的发生,使电除尘器在收集高比电阻粉尘时有更高的收尘效率。
常见的脉冲供电装置有三种类型第一种是高压脉冲电源装置使用火花间隙产生脉冲这种方法装置简单、费用较低,但要求有高精度的维护水平;其脉冲宽度在微秒量级或更窄工作峰值电压比常规电源提高较显著但目前功率容量相对较小。
第二种是采用贮能式原理,由半导体开关、贮能电容、脉冲变压器漏感和电除尘器电容组成串联谐振电路产生高压脉冲,在脉冲期间未被电除尘器耗用的脉冲能量通过反馈二极管回送到贮能电容贮存起来,以供下一个脉冲使用,具有显著节能的优点。
第三种是多脉冲供电装置。
其特点是基础直流电压和叠加的脉冲都取自同一个特殊的变压整流器,所产生的脉冲是每间隔3ms~100ms发出50us~100us宽的短脉冲群。
目前,第二种类型的高压脉冲电源装置由于除尘效果及综合性能更加显著,应用场合更普遍;其电源装置随着半导体器件技术、脉冲电容技术和电压电流快速检测技术以及数字信号处理技术的进步,其可靠性得到了显著提高;目前浙江连成环保科技有限公司新研发并投入使用的的EPP-Ⅱ型高压脉冲电源是目前除尘器电源技术的一个新的亮点。
其电源输出的高压脉冲的幅值、频率和脉宽都设计为可调,可满足多种电除尘要求。
脉冲供电技术介绍目前,电除尘器的供电方式有两种:一是使用常规直流电源供电;二是脉冲供电。
常规直流电源供电主要采用数字控制方式,它对电厂等高温高比电阻粉尘易产生反电晕状况,粉尘回收率会慢慢降低,而且当使用可控硅调压时供电又不连续,而脉冲供电能克服直流电的缺点 特别适用于高温高比电阻粉尘,有效地提高并稳定了收尘效率,且能明显的节约电能。
电除尘器的脉冲供电是在直流基础电压上叠加高幅值的微脉冲。
实现这一技术的途径有两种:一是利用两套电源设备,一套产生高压直流基础电压,另一套产生高压脉冲,在高压侧叠加后形成脉冲供电,这种方法设备造价高,投资大,元件可靠性要求高,推广应用困难。
二是浙江连成环保科技有限公司研制成功的仅用一套设备就能完成脉冲供电的新技术,这种设备造价低,可靠性高,运行安全稳定,能耗小。
经过在邯郸钢铁集团的烧结机电除尘、火力发电厂电除尘上广泛应用后大大改善了电除尘器的运行性能,提高了收尘效率,投资也小,不需要改造原电除尘器的本体部分,不影响正常生产,是钢铁厂、水泥厂、火电厂及化工厂等电除尘器电源改造的较佳途径。
连成环保生产的EPP-Ⅱ高压脉冲电源是一个高集成、模块化的大功率电源,能为高压静电除尘器电场提供所需的设备及控制系统,其主要由主油箱、逆变箱、控制箱、控制柜和散热系统组成,同时采用侧高压输出线方式,安装简单,与隔离开关连接方便,可户外安装在电除尘器顶部。
EPP-Ⅱ不仅可以通过触摸屏手操器进行操作,也可以采用RS485总线或TCP/IP以太网在上位机进行集中管理、远程操作、参数修改、节能优化等。
EPP-Ⅱ高压脉冲电源也是一种功率叠加电源,它的功率输出由两部分组成:基波电压和脉冲电压。
基波部分输出的直流负高压,与脉冲部分输出的微秒级负高压脉冲,通过耦合叠加电路,产生一种基波叠加脉冲的电压形式,供给电除尘电场。
脉冲电源的基压部分提供电场的驱动力,脉冲部分提供荷电电流,而且荷电效率比传统的直流电源高出许多倍,所以具有节能高效的特点。
脉冲电源的工作原理与传统的工频电源等具有质的差别。
EPP-Ⅱ高压脉冲电源与传统的SCR以及高频电源相比性能更优越,具有输出电压高、电源能耗低、转换效率高、除尘效率高、工况适应性强、模块化结构等显著优点,所以EPP-Ⅱ高压脉冲电源是新一代的电除尘电源高端产品,也是电除尘器供电电源技术的突破性进步。
EPP-Ⅱ高压脉冲电源控制原理图1 EPP-Ⅱ高压脉冲电源控制原理如图1所示,总电路整体分为两大部分,高频基压部分和脉冲部分。
高频基波部分,输入的三相工频交流电源经过三相全桥整流后变成低压直流电(基波整流电路),再经过全桥IGBT 逆变电路产生高频交流脉冲(基压逆变电路),高频高压整流变压器最后将低压高频交流脉冲升压整流后(基压升压整流),产生负高压高频基压电压送至高压耦合电路,同时输出侧的基波二次电压和基波二次电流取样反馈信号反馈给控制器参于实时控制;脉冲部分,输入的三相工频交流电源经过可控硅调压、三相变压器升压组成的脉冲前置升压电路、经三相全桥整流滤波电路后,变成500-2500V直流电(脉冲整流滤波),经过一个电感后给储能电容充电,打开IGBT 后,在脉冲变压器原边产生低压谐振脉冲,脉冲变压器将低压谐振脉冲升压至负高压脉冲后(脉冲升压),同时输出侧的脉冲二次电压(峰峰值)和脉冲二次电流(峰峰值)信号反馈给控制器参于控制,脉冲部分送来的二次输出侧脉冲电压与高频基波部分送来的负高压高频基波电压叠加,得到基波叠加脉冲的负高压电,供给电除尘器电场使用。
EPP-Ⅱ高压脉冲电源技术参数连成环保生产的EPP-Ⅱ高压脉冲电源有一体(脉冲和高频基压放在同一个油箱)、分体(脉冲和高频基压分开放置在不同的油箱,脉冲电源和基压电源可以独立运行)两种模式,适用不同客户要求。
其技术参数及型号如下:输入电源范围:三相交流380V±20% 50/60Hz功率因素cosφ:≥0.92转换效率:≥92%主断路器分断能力:400V-35KA变压器温升:≤25℃基波电压:0~60kV基波电流:1200mA 2000mA脉冲电压峰峰值:0~80kV脉冲电流峰峰值:≥300A脉冲频率:1~100Hz脉冲宽度:75us总峰值电压:基波电压+脉冲电压峰峰值=140kV冷却方式:风冷油冷相结合输出类型:直流连续与间歇供电可设置选择基波高低波时间:1-199ms可设置,高低波时间总和最大200ms闪络频率控制:1-120次/每分闪络封锁时间:1-20ms通讯协议:原生以太网接口,支持10/100M速率,支持Modbus-TCP协议,可支持多机通讯(支持4台上位机加触摸屏)EPP-Ⅱ高压脉冲电源设备结构图5 连成环保EPP-Ⅱ高压脉冲电源设备的结构外形图图5 为连成环保EPP-Ⅱ高压脉冲电源设备的结构外形图。
EPP-Ⅱ高压脉冲电源结构多样化,有一体式(高频基压和脉冲放在同一个油箱)、分体式(高频和脉冲分开放置在不同的油箱,基压电源和脉冲电源可以独立运行)两种模式,适用不同客户要求。
EPP-Ⅱ高压脉冲电源特点优势连成环保生产的EPP-Ⅱ高压脉冲电源与较工频电源和高频电源相比,主要有以下几个方面的优势:(1)EPP-Ⅱ高压脉冲电源基压采用高频电源,基压稳定性更好,比采用工频电源和三相电源更好,闪络的处理更及时;基压效率更高,功率因数、转换效率高。
(2)结构多样化,有一体(脉冲和高频放在同一个油箱)、分体(脉冲和高频分开放置在不同的油箱,脉冲电源和基压电源可以独立运行)两种模式,适用不同客户要求。
(3)脉冲电源部分,脉宽宽度很窄,能达到60~75us的脉宽宽度,可以避免产生火花。
输出功率大,输出电流的峰值达到500A以上;电压峰值达到80kV以上,如客户需要更大脉冲电源,我公司有能力可以定制。
(4)低电能消耗,由于避免的反电晕现象的产生,避免了浪费电流而节省能源消耗。
(5)适应不同煤种,灵活应对不同煤种,适用比电阻广。
(6)具有完善的IGBT保护电路和脉冲变压器保护电路,可靠性更高。
在线计算脉冲宽度的能力。
(7)采用油冷、风冷一体化散热,散热效果良好,温升≤25℃(8)脉冲电源中内控制系统采用32位高速CPU芯片,具备处理速度快,更新及时等优点。
(9)电源控制系统与其它系统具有TCP/IP、MODBUS485两种通讯方式。
电源控制器的TCP/IP以太网接口,通过交换机可以同时连接5台主机。
对于电除尘器本体一类的改造,脉冲电源具有如下主要优势:(1)改造简便,可在不停炉、短期停电的状态下完成改造;(2)改造周期短,见效快;(3)故障时影响小,无需停炉整改;(4)改造成本低;(5)对于原本体小的除尘器有适当提效功能。
综合考虑,EPP-Ⅱ高压脉冲电源较其他除尘器技术具有全面的、可靠的优势,采用脉冲电源对电除尘器进行改造是目前适应国家新环保标准的最佳改选方案。
EPP-Ⅱ高压脉冲电源应用范围EPP-Ⅱ高压脉冲电源适用于工业部门的除尘、除雾、脱水、除焦油、杂质分离和回收稀有金属及其它原料等,是保护环境、发展综合利用及可持续发展的重要设备。
在火电、冶金、建材、石油、化学、轻纺等工业领域均可广泛使用。
EPP-Ⅱ高压脉冲电源的应用效果脉冲电源自上世纪九十年代问世以来,已经在世界各地得到广泛应用。
近两年由于环保问题的日益严峻,世界各国对大气污染治理问题的越加重视,传统电源技术已无法满足除尘需求,性能优越的脉冲电源得到了极大的发展,迅速在世界各地得到应用。
脉冲电源应用后也取得了显著的除尘效果。
EPP-Ⅱ高压脉冲电源目前已经成功投产运行,交获得了良好的效果。
经过第三方权威检测机构对现场排放废弃烟尘进行监测、采集取样检测表明,使用EPP-Ⅱ高压脉冲电源后排放完全满足国家最新排放标准。