Устройство питания электрофильтра знакопеременным напряжением

 

УСТРОЙСТВО ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРО-ФИЛЬТРА ЗНАКОПЕРЕМЕННЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ, содержащее регулируемые источники постоянного напряжения равной полярности с мостовыми выпрямителями, высоковольтные коммутаторы с блоками управления, включенные между полюсами выпрямителей и коронирующими электродами, отличающиеся тем, что , с цель повышения коэффициента использования установленной мощности и расширения функциональных возможностей за счет управления переходными процессами, оно содержит лополнительно импульсные трансформаторы и модуляторы, при этом первичные обмотки трансформаторов подключены к модуляторам, а вторичные - к высоковольтным коммутаторам и коронирующим электродам, а высоковольтные коммутаторы выполнены на электронно-лучевых вентилях и соединены по схеме многоплечевого моста.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК г5!г 4 В 03 С 3/68

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с !!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 3824862/23-26 (22) 17. 12.84 (46) 07. 12. 89. Бюл. t" 45 (71) Всесоюзный электротехнический институт им.В.И.Ленина (72) В.l!.Лисин, В.И.Переводчиков, И. В. Ермилов, В .И. Стученков и Г. 3 .!"ирзабекян (53) 66.012-52(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 919747, кл. В 03 С 3/68, 1982.

Авторское снидетельстно СССР

Р 904784, кл. В 03 С 3/38, 1982. (54) (57) УСТ! О!!СТВО ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРОС>ИЛЬТРА ЗНАКОПЕРЕГ!ЕННЬП I НАПРЯЖЕНИЕМ, содержащее регулируемые источники постоянного напряжения равной полярности с мостовыгги выпрямителями, Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания электро*ильтров высоким напряжением различной полярности.

Цель изобретения — повышение коэффициента использования установленной мощности и расширение функциональных возможностей устройства знакопеременного питания промышленных электрофильтров.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства с двумя регулируемыми источниками постоянного высокого напряжения: на фиг.2 — схема устройства знакопеременного питания с общим питающим трансформатором; на фиг.3 диаграмма напряжений в силовой цепи устройства; на фиг.4 — семейство

ÄÄSUÄÄ 1526832 А1

2 высоковольтные коммутаторы с блоками управления, включенные между полюсами выпрямителей и коронирующими электродами, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения коэффициента использования установленной могтности и расширения *ункциональных возможностей за счет управления переходными процессами, оно содержит дополнительно импульсные трансформаторы и модуляторы, при этом первичные обмотки трансгггорматорон подключены к модуляторам, а вторичные — к нысоконольтныи коммутаторам и коронирующим электродам, а вг,гсоконольтные коммутаторы выполнены на электроннолучевых вентилях и соединены по схеме многоплечевого моста. вольт-аиперных характеристик (ВАХ) электронно-лученого коммутатора; на фиг.5 — семейство вольт-амперных характеристик устройства питания и © фильтра; на фиг.6 — структурная схе- Ж ма блока управления электронно-луче- С4 ного вентиля; на фиг." — приниципиаль- 1Я ная схема модулятора.

Устройство содержит регулируемые источники 1 и 2 постоянного высокого напряжения разной полярности, н состав которых входит сетевой тиристорный регулятор 3, преобразовательный трансформатор 4, ныпрямительный мост 5 °

Между отрицательным полюсом 6 первого источника и положительным полюсом 7 второго включен коммутационный

1526832 мост 8, собранный на электронно-лучевых вентилях 9-12. Диагональ моста

13 гальванически разделена и подключена к коронирующим электродам 14 электрофильтров 15. Импульсные трансформаторы 16 содержат первичные обмотки 17, подключенные к модуляторам 18, и вторичные обмотки 19, включенные последовательно в каждое плечо 10

20 коммутационного моста.

Блоки 21 управления соединены с катодом 22 и управляющим электродом

23 каждого электронно-лучевого вентиля. Управляющие входы блоков 24 и

25 управления связаны с программным устройством 26 (фиг.2), которое выводами 27 и 28 подключено к датчикам 29 и 30 тока, а выводом 31 к делителю 32 напряжения °

Блок управления содержит подмодуляторы 33 и 34 (фиг.6), первый из которых собран на основе электронной лампы, включенной последовательно в цепь управляющего электрода вентиля, а второй на основе лампы, включенной параллельно между управляющим электродом и катодом, причем обе лампи работают в противофазе. В состав блока управления входит блок 35 разделитель-0 ных трансформаторов, непосредственно связанный с программным устройством.

Модуляторные лампы 36 и 37 содержат управляющую и экранную сетки 38 и 39, подключенные к формирователю 40 им35 пульсов, анод 41 и катод 42. Формирователь импульсов и выпрямитель 43 связаны выводами 44 и 45 с блоком разделительных трансформаторов. Для гальванического разделения цепей может использоваться также и световой канал.

Структурная схема модулятора, питающего импульсные трансформаторы, 45 входящие в состав плеч коммутирующего моста, приведена на фиг,7. Зарядный источник 46 (например, блок трансформатор-выпрямитель) через зарядный дроссель 47 и диод 48 подключен к формирующей линии 49. l(OM- 5" г утируюг,ий тиристор 50 управляется формирователем 51, связанным выходом 5 . с прогржашы1 устройством. лектроАильтры заземлены в точках 53, а мостовые выпрямители в точках 54.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии электроннолучевые вентили 9-12 и тиристоры 50 модулягоров 18 заперты.

Устройство выводится плавно на номиналь.ый режим холостого хода с по ° мощью сетевых тиристорных регуляторов 3. По дос гижении заданного уровня напряжения выпрямителей 5 программное устройство 26 «ыдает сигналы на блоки 21 управления электронно-лучевых вентилей. При этом происходит отпирание разнополярных вентилей (например, 9 и 10 или 11 и 12) многоплечевого коммутационногo моста 8.

Как видно из диаграммы фиг.3, в интервале времени 0 — t, после открытия разпополярных вентилей происходит одновременный заряд собственных емкостей электрофильтров 15, под-ключенных коронирующими электродами

14 между расщепленными диагоналями моста 13 и землей 53. В момент времени t коммутационный мост выводится на заданный режим и включаются тиристорные коммутаторы 50, на выходе модуляторов 18 формируются импульсы заданной длительности, амплитуды и скважности, которые с помогi ю разделительных имп ;льсных трансформаторов 16 -уммируются с напряжением выпрям « i.. е;:; 5. .", момент времени начинается попирание электронно †лучевых вентилей 9 и 1О и отпирание вентилей 11 и 12. В коммутационных интерв л-О:, „„ и, осуществляется перевод тока в плечах коммутационного места с постоянной времени, определяемой индуктивностью контура и ем-. костью электрофильтров. Перезаряд емкостей электрофHJIhTpOB происходит в режиме с рекуперацией энергии по контурам, содержащим вторичные сбмотки 19 импульсных транс.1 орматоров, вентили 9-12, выпрямительные мосты 5. "-нергия в интервалах .акапливается в индуктивных звеньях (обмотка 19). В момент времени, ссответствующий Г, /2, когда ток максимален, емкость электрофильтра полност,ю разрежена и затем происходит ее заряд до нагряжения обратной полярности. В режиме стабилизации тока перезарядка электронно-лучевым вентилем возможно появление интервала i,, когда i; сопяt; d; /dt=O (фиг.3в,г), т.е. реализуется гибкое управление переходным процессом в цепи, исключающее возможность появления перенапряжений или сверхтоков.

1526832

На фиг.3 для временных диаграмм напряжения приняты следующие обозначения: а — диаграмма напряжений U

=f(t) на катодах вентилей 9 и 11

5 подключенных к положительному полюсу 7 устройства; б — диаграмма напряжений !! =Е() на анодах вентилей

10 и 12, подключенных к отрицательному полюсу 6; в и г — U » U> — полное знакопеременное напряжение на коронирующих электродах электрофильтров, подключенных к диагоналям коммутационного моста, и токи i„, протекающие через индуктивные звенья плеч в интер-15 валах перезаряда емкостей фильтров; д и е — модулирующее напряжение U,=

=f(t) и U«=f(t), которое с помощью импульсных трансформаторов суммируется с напряжением U,=f(t) и U =f(t) . 20

Работа устройства н коммутационных интервалах (причем 7„,=, ) обеспечивается благодаря характеру вольтамперных характеристик электроннолучевых вентилей 9-12 ° 25

На фиг.4 показан вид ВАХ вентилей, где приняты обозначения I д — анодный ток вентиля (в амперах), 404 — падение напряжения (н безразмерных еди- 30 ницах) U ) U )U — напряжение уп1

2 у у У равляющего электрода. В импульсном режиме работы прибор автоматически обеспечивает стабилизацию анодного тока, обеспечивая рассеяние избыточной энергии на аноде с большой по35 верхностью. Поэтому нид вольт-амперных характеристик устройства в целом в интервалах вентильной коммутации соединяет преимущества режимов нсточ- 40 ника напряжения и источника тока.

На фиг.5 показаны ВАХ устройства й(!г„) и ВАХ электрофильтра I эо= (!! ) н интервалах „. Б момент времени

t, c t (t < (ва фиг.3) устройствп питания функционирует н режиме источника напряжения, когда номиггальное рабочее напряжение близко к напряжению холостого хода (за вычетом потерь в выпрягпгтеле и электронно-лучевом вентиле).

В интервале t (t t устройство питания автоматически переводится в режим источника тока (автоматизм обеспечивается самим принципом работы высоковольтного электроннолучевого вентиля как прибора с глубоким торможением электронного потока, зависящего от потенциала управляющего электрода. Упрощенная структура блока 21 управления с вентилями

9-12 (Лиг.6) соответствует самому простому — ключевому режиму работы прибора, когда на его упранляющем электроде формируются разнополярные импульсы напряжения. Вентили 9-12 одновременно обеспечивают функции защиты силовой цепи питания при возникновении искровых и луговых разрядов н электрофильтре. При этом защита реализуется как по сигналам от датчиков тока 29 и 30 и напряжения 32, так и автоматически за счет характера ВАХ самого прибора. Коммутационный мост собирается на основе нентилей, рассчитанных на двойное напряжение источника постоянного напряжения. В частности, может быть использован электронно-лучевой вентиль типа

ЭЛВ 1/150. Этот тип ЭЛВ позволяет коммутировать ток 1 А при напряжении

150 кВ. Прямое падение напряжения вентиля, анод которого выполнен в виде цилиндра Фарадея, не превышает

1 кВ при общем КПЛ порядка 98Х.

1526832

1526832

1р

2

1,5

f(Uo)

ns

10 20 ЯО И к

Aa. S

1526832 фиг. 7

Составитель В.Нагориьй

Техред И.Ходанич Корректор Н ° Король

Редактор Е.Папп

Заказ 7442/13 Тираж 498 Подписное

ВНИИПИ Государственного ком»тета по изобретениям и открытиям пр» ЕНТ СССР

113035, 1осква, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-»здательск»» комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. в арина, 101