Устройство для питания электрофильтров

 

Изобретение относится к устройству для питания электрофильтров, может быть использовано в химической промышленности и позволяет повысить надежность работы устройства и расширить его функциональные возможности. Устройство содержит источник 1 постоянного напряжения разной полярности с одним заземленным полюсом, высоковольтные коммутаторы (ВК) с блоками управления, включенные между разноименными полюсами источника и электродами электрофильтра. ВК включают в себя электронно-лучевые вентили (ЭЛВ) 5 и 6, включенные между разноименными полюсами выпрямителей и коронирующим электродом электрофильтра. Аноды ЭЛВ 5 и 6 выполнены в виде цилиндров Фарадея (ЦФ). ЭЛВ 5 и 6 содержат также индуктивные накопительные элементы 41 и 42 и дополнительные ЦФ 33. Каждый блок управления 10 выполнен в виде модулятора и размещен в ЦФ 33. Вывод модулятора соединен с внутренней поверхностью ЦФ, внешняя поверхность которого связана с управляющим электродом ЭЛВ. Элементы 41 и 42 включены между полюсами источников постоянного напряжения и катодом и анодом соответсвующих вентилей. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С сО 3 3 3

Оыг!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 3824811/23-26 (22) 1i.12.84 (46) 07.11.89. Бюл. № 41 (71) Всесоюзный электротехнический институт им. В. И. Ленина (72) В. H. Шапенко, В. И. Переводчиков, В. Н. Лисин, В. М. Стученков, И. Г. Хомский, А. А. Савин, В. Е. Мареев и Ю. Г. Петров (53) 66.012-52 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1132332, кл. В 03 С 3/38, 1979.

Авторское свидетельство СССР № 904786, кл. В 03 С 3/38, 1982. (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРОФИЛЪТРОВ (57) Изобретение относится к устройству для питания электрофильтров, может быть использовано в химической промышленности и позволяет повысить надежность работы устройства и расширить его функциональные возможности. Устройство со„„SU„„1519777 А 1

<511 4 В 03 С 3/68

2 держит источник I постоянного напряже. ния разной полярности с одним заземленным полюсом, высоковольтные коммутаторы (ВК) с блоками управления, включенные между разноименными полюсами источника и электрода ми электроф ил ьтра. В К вкл ючаиэт в себя электронно-лучевые вентили (ЭЛВ) 5 и 6, включенные между разноименными полюсами выпрямителей и коронирующим электродом электрофильтра. Аноды ЭЛВ 5 и 6 выполнены в виде цилиндров

Фарадея (ЦФ). ЭЛВ 5 и 6 содержат также индуктивные накопительные элементы 41 и 42 и дополнительные ЦФ 33. Каждый блок 10 управления выполнен в виде модулятора и размещен в ЦФ 33. Вывод модулятора соединен с внутренней поверхностью

ЦФ, внешняя поверхность которого связа на с управляющим электродом ЭЛ В.

Элементы 41 и 42 включены между полюсами источников постоянного напряжения и катодом, и анодом соответствующих вентилей. 4 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания электрофильтров высоким знакопеременным напряжением.

Целью изобретения является повышение надежности и расширение функциональных возможностей путем управления переходными процессами.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 — — семейство вольтамперных характеристик электронно-лучевого вентиля; на фиг. 3 — диаграмма напряжений на коронирующем электроде электрофильтра; на фиг. 4 семейство внешних характеристик устройства питания и электрофильтра.

Устройство содержит источник 1 постоянного высокого напряжения разной полярности 1, каждый из которых состоит из блока трансформатор-выпрямитель 2 и тиристорного регулятора 3. Один из полюсов источника заземлен. Электронно-лучевые вентили (ЭЛВ) 5 и 6 включены между разноименными полюсами выпрямителей и корон и рующи м электродом электрофильтра.

ЭЛВ содержат катод 7, управляющий электрод 8 и анод 9. Блоки 10 управления на выходе 11 подключены к катоду и управляющему электроду ЭЛВ, а их входы 12 через блок разделительных трансформаторов 13 подключены к программному блоку 14 на потенциале земли.

Разноименные полюса источников постоянного напряжения заземлены через датчики 15 и 16 тока (шунты, трансформаторы постоянного тока), а их выводы 17 соединены с программным блоком, с которым связаны также управляющие входы 18 тиристорных регуляторов. Устройство содержит также следующие датчики режима: измерительный делитель 19 напряжения с выводом 20 и датчик 21 обратной короны с выводом 22. Блок управления содержит модуляторы на лампах 23 и 24, включенIII Ix протинофазно в цепь управляющего электрода вентиля и источники 25 и 26 постоянного напряжения (выпрямители) . (.етки ламп подключены к формирователям

27 импульсов, управляемые с потенциала земли через сигнальные разделительные трансформаторы 28. Источники посп оянноп> напряжения модуляторов подключены к сети через разделительные трансформаторы 29.

Через входы 30 на блок разделительных трансформаторов поступают сигналы, поочередно отпирающие и запирающие модуляторные лампы, с электродами 31 и 32.

Электронно-лучевые вентили со стороны катодов изолированы от дополнительных цилиндров Фарадея 33, внешние поверхности которых соединены гальванически с управляющими электродами в точке 34.

В полости цилиндров 35 расположены высокопотенциальные блоки управления, выполненные в виде модуляторов, причем

519777

4 один вывод 36 каждого модулятора подключен к внутренней поверхности цилиндрического экрана, а второй 37 непосредственно соединен с катодом ЭЛВ. Между полюсами источников 38 и 39 постоянного напряжения и катодом одного и анодом второго вентиля 40 включены индуктивные накопительные элементы 41 и 42. Низковольтные обмотки 43 разделительных трансформаторов снабжены потенциальными экранами 44, обмотки 45 — экранами 46, которые соединены шиной 47 с экраном модулятора. Шина 48 соединяет анод левого вентиля и катод правого вентиля с коронирующим электродом 49 электрофильтра 50.

Устройство пита ния электрофильтров работает следующим образом.

В исходном состоянии схемы лампа

24 модулятора открыта, на управ и я ющие электроды 8 электронно-лучевых вентилей

5 и 6 поданы отрицательные запирающие напряжения от выпрямителей 25. Поэтому источники постоянного напряжения выводятся на режим с помощью тиристорных регуляторов 3, потребляя только ток холостого хода.

В момент времени (=0 (фиг. 3) программный блок 14 выдает сигнал на запирание лампы 24 по тракту: вход 30 -- сигнальные трансформаторы 28 — формирователь 27 импульсов на высоком потенциале. Одновременно отпирается лампа 23 и в электронно-лучевом вентиле 6 в промежутке между катодом 7 и упраляющим электродом 8 формируется и ускоряется поток электронов, который затем тормозится на аноде 9, имеюн ем форму цилиндра Фарадея. Начинается зарядный цикл емкости электрофильтра

50, при этом крутизна переднего фронта импульса тф (фиг. 3 соответствует включению правого вентиля) зависит от потенциа lа на ускоряющем электроде вентиля

6. На фи г. 2 при ведено семейство а нодных 1„= f (Л(,,, ) и анодно-сеточных 1„

=I (AUa ) характеристик ЭЛВ. Импульсные переходные процессы в приборе и в цепи питания электрофильтра характеризуются возможностью управления и стабилизации анодного тока на заданном уровне l„—

canst, зависящего от потенциала на управляющем электроде, причем U„) U„) U, >

)U, . После достижения напряжения зажигания короны U. к цепи источника 1 питания протекает активный ток, сопровождающий технологический процесс очистки пылегазового потока в электрофильтре 50. В момент времени 1 происходит технологическое короткое замыкание в нагрузке.

В вентиле 6 происходит ограничение аварийного тока, который увеличивается не более, чем в 1,5- 2 раза, при этом исключается переход разряда в электрофильтре в дуговую стадию и происходит быстрое восстановление прочности промежутка за!

519777 время т„. При повторном пробое коронирующего промежутка (t< — 4) происходит рекуперация энергии в системе ЭЛ — — дополнительный цилиндр Фарадея — модулятор, и устройство питания автоматически возвращается на номинальный режим ведения технологического процесса.

После отслеживания заданной длительности плоской части т трапецеидального импульса положительной полярности в момент tq программный блок подает сигнал на запирание электронно-лучевого вентиля

6, а в момент времени t — на отпирание вентиля 5. Запирание вентиля 6 происходит за время порядка десятков микросекунд. за такое же время вентиль 5 переводится в проводящее состояние и емкость электрофильтра разряжается по контуру: шина

48, вентиль 5, индуктивный элемент 41, полюс выпрямителя 38, выпрямительный мост, полюс 4. В зависимости от соотношения инерционных параметров контура разряд может быть линейным илн колебательным. При этом ограничение и стабилизация разрядного тока через индуктивный элемент 4l (i =const, фиг. 3), обеспечиваемая действием электронно-лучевого вентиля, обуславМцвает характер изменения напряжения на коронирующем электроде фильтра.

В интервале коммутации возникает бестоковая пауза (т„(т ), обусловленная нелинейными свойствами разрядного контура.

К моменту времени /„ происходит полная перезарядка емкости электрофильтра и дальнейший ход технологического процесса задается вентилем 5, формирующим отрицательную полуволну рабочего напряжения.

Устройство питания обеспечивает рекуперацию энергии переходных процессов, чем достигается электромагнитная совместимость отдельных блоков и узлов и как следствие повышение их надежности. Электрическая энергия, накопленная в емкости электрофильтра при одной полярности напряжения, используется для перезаряда рабочего промежутка при другой полярности.

Расширение функциональных возможностей устройства питания связано с использованием режима источника напряжения п ри номинальном токе и переводом в режим источника тока и ри возникновении разрядов в электрофильтре.

-1S

Введение дополнительного цилиндра

Фарадея, в котором собран модулятор, обеспечивает работу коммутатора в режиме усил и тел я управляющего элект ростати ческого воздействия и позволяет разделить контуры рекуперации электромагнитной и электрической энергии.

Импульсные вольтамперные характеристики вентиля обеспечивают также работу устройства в режиме источника тока в коммутационных интервалах. При возникновении искровых разрядов в электрофильтре за счет рекуперации электрокинетической энергии разряда вентилем происходит ограничение уровня тока с последующим быстрым восстановлением электрической прочности межэлектродного промежутка в электрофильтре. При этом избыточная кинетическая энергия рассеивается на аноде вентиля, имеющем форму цилиндра Фарадея.

Формула изобретения

Устройство для питания электрофильтров, содержащее источник постоянного напряжения разной полярности, один из полюсов которого заземлен, высоковольтные коммутаторы с блоками управления, включенные между разноименными полюсами источника и электродами электрофильтра, разделительные трансформаторы. соединенные с программным блоком, связанным с датчиками режимных параметров и блоками управ ления, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей путем управления переходными процессами, каждый высоковольтный коммутатор содержит электроннолучевой вентиль, анод которого выполнен в виде цилиндра Фарадея, индуктивный накопительный элемент и дополнительный цилиндр Фарадея, каждый блок управления выполнен в виде модулятора и размещен в дополнительном цилиндре, при этом вывод модулятора соединен с внутренней поверхностью цилиндра, внешняя поверхность которого связана с управляющим электродом электронно-лучевого вентиля, а индуктивные накопительные элементы включены между полюсами источников постоянного напряжения и катодом и анодом соответствующих вентилей.

15l9777

1519777

Составитель T. ГолеUIUIIU,I

Редактор Г. Гсрбер Техред И Ве!и с 1I,оррсктор, 1. 11;и ай

Заказ 6636, 13 Тираж 498 !1одиисное ((Со

ВНИИПИ Госуларственногп комитета но изобретениям и открытиям ири ГЕНТ СС1

113035, Москва, Ж - 35. Распекая наб . I 4, 5

11роизводственно-издательский комбинат «11атент»ь г Ужгород, l.I. Га арин;I 1

1н!