高壓電源精選(九篇)

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第1篇：高壓電源范文

【關鍵詞】智能功率模塊;脈寬調制;調壓調頻;單片機

引言

IPM智能功率模塊集成了門極驅動和短路、過流、欠壓以及過熱等保護功能，可使逆變電路在較高頻率下工作，具有結構緊湊、性能穩定、驅動簡單效率高等優點。采用IPM智能功率模塊和PWM脈寬調制技術研制了一臺單相的調壓調頻中頻高壓電源。電源可為一電容極小的電極間提供幅值為0～10kV、頻率為8～10kHz的電壓。

1.系統結構

系統結構見圖1，其主回路為交流―直流―交流的電壓型變頻電路，由調壓模塊、低頻整流濾波模塊、IPM逆變模塊、中頻濾波模塊、變壓器升壓模塊以及高壓整流模塊等組成。

圖1 系統結構示意圖

控制系統采用89C52單片機和PWM專用控制芯片SG3524。單片機系統對系統電路中出現的過壓、過流及短路等故障進行檢測和控制，若系統出現故障，單片機立即發出故障信號封鎖PWM芯片SG3524的輸出，并顯示故障標志。PWM芯片SG3524輸出一對互補的脈寬調制信號，經過光耦隔離后形成兩對互補的脈寬調制信號去觸發IPM。

2.脈寬調制電路

脈寬調制電路如圖2所示，采用Silion General公司生產的PWM芯片SG3524。此芯片內部具有5V、50mA的基準電壓及短路保護電壓穩壓器，為內部電路提供電源及外部基準。它還提供了一個穩定的振蕩器，其頻率由外接電阻R和外接電容C設置，f=1.1/RC。將SG3524芯片內部誤差放大器接成射極跟隨器的形式，即將1腳和9腳相連，則補償端9（即誤差放大器和限流放大器的輸出端）的電壓與輸入端2的電壓相同。

從基準電壓端16腳通過調節Rp獲一理想的電平信號，將此信號加到SG3524的2腳上，與SG3524內部產生的鋸齒波調制信號比較后，得到一對反相的脈寬調制信號，再經光耦隔離得出所要的四路脈寬調制信號。

圖2 脈寬調制電路

3.控制電路與智能功率模塊IPM的連接

IPM智能功率模塊選用三菱公司生產的PM10CSJ060。PWM脈寬調制信號與PM10CSJ060的連接如圖3所示。

PM10CSJ060內部有6個IGBT單元，因制作單相電源，只需4個單元即可。選用了U、V兩相的控制輸入與輸出端。圖中2腳（UFO）、6腳（VFO）和18腳（FO）為故障輸出信號（即過流、短路、欠壓和過熱等），將這些信號送入89C52單片機中。當故障發生時，89C52單片機將顯示故障標志并立即封鎖PWM芯片SG3524的輸出，起到快速保護的作用。

圖3 脈寬調制信號與PM10CSJ060的連接圖

4.故障報警電路

故障報警電路如圖4所示，由ATMEL公司的89C52單片機作為控制核心。輸入的故障信號有兩類：一類是主回路過壓過流信號，另一類是智能功率模塊的故障信號（短路、過流、欠壓、過熱等）。當單片機檢測到有故障信號時，將立即封鎖SG3524的觸發輸出，同時輸出聲光報警，為了保證系統的可靠性，應將主回路的輸入電壓切斷，查出故障并排除后，再接通主回路。

圖4 單片機組成的故障報警電路

5.輸出回路

IPM輸出電壓經過L和C濾波后送到中頻變壓器TP升壓，再經全波整流后送往負載。為了使輸出波形達到要求，在輸出端并聯一個電阻R0，其阻值應選擇合適。若R0很大，將導致放電時間常數R0C0（C0為輸出端分布電容）很大，使得輸出電壓不能降到零。若R0太小，會導致R0上消耗的功率過大。

6.儀器性能及結論

由上述原理和方法，制作了一臺單相調壓調頻高壓電源，其主要技術指標如下：

輸入電壓：50 Hz，AC200～240V。

輸出電壓、頻率：單相正弦半波電壓峰值0～10 kV可調;頻率8～10kHz可調。

過載能力：120%，10min。

負載性質：很小的電容或很大的電阻。

使用環境：溫度為-10～+35℃，相對濕度<85%。

此電源具有性能穩定、控制簡單、操作方便和成本低等優點，使用效果良好。

參考文獻

[1]萬福君，潘松峰.單片微機原理系統設計與應用，中國科技大學出版社 2004.

[2]沙占友，蔡宣三.開關電源的原理與設計，電子工業出版社，1998.5.

[3]劉勝利，高頻開關電源實用新技術，機械工業出版社，2005.

第2篇：高壓電源范文

【關鍵詞】VB6.0；串口通信；通道選擇；電壓大小

1.引言

近年來，51單片機憑借其極高的性價比越來越多的在工業過程控制和智能式儀表中得到廣泛的應用。但由于其本身資源有限，在一些復雜過程或功能較多的控制中就難以滿足要求，需要將單片機的數據送到上一級的微機進行處理。因此實現上位機（PC機）與下位機（單片機）之間的數據可靠通信是必須解決的主要問題之一，在數據傳輸量不大的情況下，按照標準進行串行通信越來越多的服務于各種應用系統中[1—3]。

2.主要控件（MSComm控件）介紹

VB6.0的MSComm通訊控件的一些基本特性：為應用程序提供了通過串行接口收發數據的簡便方法。具體的說，提供了兩種處理通信問題的方法，即事件驅動方式和查詢方式。本文介紹的是事件驅動方式。

3.界面關鍵模塊功能設計

界面設計的主要功能：能夠實現通道選擇，輸入電壓大小轉換成數字電位器抽頭位置，同時能夠實現上位機和下位機的通信。

（1）發送數據軟件設計

結合MSComm的屬性，編寫了串口通訊的代碼。

串口的初始化程序：

‘打開串口

If MSComm1.PortOpen=False Then

MSComm1.PortOpen=True

End If

‘設置串口的波特率，校驗位，數據位，停止位等

MSComm1.Settings="9600，n，8，1"

‘設置串口接收字節的長度

MSComm1.InputLen=0

‘設置握手方式

MSComm1.RThreshold=1

‘設置輸入的數據的格式

MSComm1.InputMode=comInputMode—Binary

在系統加載的時候，串口的初始化就開始了。然后在主界面中，開始數據的發送操作、數據保存等等[4]。

（2）通道選擇程序（按0—31按鈕，可以選中相應通道）：

Private Sub Command1_Click（Index As Integer）

Select Case Index

Case 0 To 31

Num1 = Index

Text2.Text = Num1 & “，"

If Num1 >= 0 Then

If Num1

Text2.Text = "0" & Num1 & "，"

End If

End If

End Select

End Sub

（3）設置電壓大小程序（輸入0—1200內任意數值，可轉化為數字電位器抽頭的位置）

Private Sub Command5_Click（）

Num2 = Text3.Text

Num3 = Int（255 * Num2 / 1200）

If Num3 >= 100 Then

Text2.Text = Text2.Text & Num3

ElseIf Num3 >= 10 Then

If Nu3

Text2.Text = Text2.Text & "0" & Num3

End If

ElseIf Num3 >= 0 Then

If Num3

Text2.Text = Text2.Text & "00" & Num3

End If

Else

End If

End Sub

4.界面的使用方法及說明

多通道高壓電源界面圖如圖1所示。

下面是多通道程控高壓電源使用說明（調節具體通道電壓大小的正常工作步驟）：

第一步：打開串口，設置串口參數。

第二步：首先選擇通道，單擊（0—31）數字按鈕，將會在發送欄出現該數字，并自動附上一個“，”。

第三步：輸入要求的電壓值。

第四步：按“確認輸入鍵”，將會在發送欄出現相應比例的值。如果值正確，則按發送；如果不正確，或者要修改，請按“清除輸入鍵”。發送完畢后單片機將發回反饋到反饋窗口。

5.結語

此上位機軟件在多通道高壓電源系統中得到了良好的驗證。在操作過程中，用戶可以直接在軟件界面上設置所要選擇的通道數和要求的電壓大小，發送數據，即可成功實現下位機成功實現通道選擇和具體電壓大小的輸出。

參考文獻

[1]胡或，閆宏印.VB程序設計[M].北京：電子工業出版社，2001：231—251.

[2]胡玉良，董冠軍.基于51單片機的上位機軟件設計[J].山西冶金，2009，1（32）：59—61.

第3篇：高壓電源范文

【關鍵詞】高壓電器設備 自動化控制 電氣調試技術

在社會經濟的推動下，我國的高壓電器設備得到了較大發展，各類配套技術也有了一定進步，給高壓電器設備的正常運作帶來了較大便利。雖然我國高壓電器設備的性能越來越高，但是在實際運作中，由于高壓電氣設備在運作時會存在較大電流，一旦受到外部沖擊很容易出現各種故障。因此，技術人員需將自動化控制以及電氣調試技術合理應用到高壓電器設備中，并適當調節，以維持高壓電氣設備的安全運作。

1 高壓電器設備的自動化控制原理

1.1 直接啟動

在實際運作中，高壓電器設備主要有兩種啟動方式，一種是直接啟動，另一種是變頻啟動，因此，在對高壓電器設備進行自動化控制時，可以從這兩方面著手。在對高壓電器設備的直接啟動進行控制時，技術人員可以對零序電流以及電TA的采樣電路進行有效應用，在這種情況下，高壓電器設備中的電流會被轉移到綜合保護控制器中的信號輸入端，而且這些電流還包含著一些漏電電流。在綜合保護控制器的作用下，技術人員可以實時了解高壓電器設備的運作情況，并根據相應問題采取有效的解決措施，從而維持高壓電路控制器的正常運作。當綜合保護控制器出現一些問題時，包括短路、電流過大、漏電等故障，技術人員可以對真空接觸器進行應用，切斷高壓電器設備中的電源，并對相關運作數據進行仔細分析，傳送相關信息至綜合保護控制器中，通過聲光報警裝置進行實時監控，從而及時發現存在的各種問題，并采取有效的應對措施進行解決。如果高壓電器設備出現故障，技術人員就可以判定綜合保護控制器中相應程序出現了問題，由于真空接觸器合閘動作不能正常進行，高壓電器設備也就難以維持穩定。因此，技術人員可以通過這種原理對高壓電氣設備的直接啟動進行控制。

1.2 變頻啟動

在對高壓電器設備的變頻啟動進行控制時，技術人員可以對高壓變頻器予以應用。在二級管中并聯一定的電流高壓，并通過三相高壓中的交流電進行整合操作，進而產生相應的高壓直流電，而在高壓直流電的作用下，絕緣柵中的雙極性高壓開關管會進行碰撞運動，進而產生三相交流高壓電源。技術人員可以通過電抗器對三相高壓電源進行操作，從而產生三相正弦波流電，這種交流電能夠進行變頻，維持高壓電器設備的穩定運作，并提高高壓電器設備的安全性。因此，技術人員可以通過高壓變頻器中的計算機對絕緣柵的雙極性高壓開關管的開與關進行控制，并對高壓交流電的增幅水平進行調節，從而更好保障高壓電器設備的安全運作。在高壓電器設備運作過程中，技術人員主要根據高壓電器設備的停車情況判斷計算機中相應程序和高壓濾波電容中的IGBT管的碰觸效果，當高壓電器設備出現停車情況時，整流電容中會出現一定的殘余電流，主要采取放電電阻進行處理，放電結束后，高壓電源中的指示燈會呈現熄滅狀態，從而有效保障高壓電氣設備運作的安全性。

2 高壓電器設備的電氣調試技術

電氣調試技術能夠較好維持高壓電器設備相關參數的準確性，并保障各部件的良好性，從而促進高壓電器設備正常運作。在高壓電器設備中，存在著多種關鍵部件，包括高壓變頻器、綜合保護控制器等，這些部件的穩定性與高壓電器設備的安全度有著緊密聯系，所以技術人員必須對高壓電器設備的調試范圍進行明確。在對高壓電器設備中綜合保護控制器的相關參數進行設置時，技術人員必須對出廠說明書及相關規范進行明確，根據實際情況進行準確設置，確保相應參數的合理性，能夠較好保障綜合保護控制器的正常運作。在實際調試過程中，技術人員必須對高壓電器設備的驗收規定進行明確，對高壓耐壓前后的絕緣電阻進行主準確測量。一般情況下，當設備中搖表轉速大致為18-55s左右，整體轉速大致為110r/m時，技術人員就可以對相應數值進行記錄，并對阻值吸收比進行計算，從而對高壓耐壓前后的絕緣電阻問題進行有效解決。一般情況下，在絕緣電阻測量過程中易出現高壓反沖現象，因此，技術人員可以舍棄試驗筆表，對搖表轉速進行下調操作，以維持電阻搖表的穩定性。為了確保調試正常進行，技術人員須通過高壓真空接觸器對合閘線圈以及分閘線圈進行有效控制，并對分閘中的電壓以及合閘線圈中的相關系數值進行記錄，進而更好地對主觸點中的直流電阻以及各觸點中的端口耐壓進行控制，從而完成整個調試內容。在電氣調試中，技術人員須進行多種試驗，包括高壓耐壓試驗、三相直流電阻試驗、繞組極性試驗等，從而獲取相關調試參數，對各種部件的運作情況進行準確了解，這樣才能更好地解決存在的各種問題，維持高壓電氣設備的正常運作。

3 結束語

高壓電器設備在許多方面都有著重要作用，給人們的生活帶來了極大便利，但是在實際情況中，基于高壓電器設備自身特性，其運作過程出現了較多隱患。因此，為了更好地保障高壓電器設備的穩定運作，技術人員必須對高壓電器設備的特性進行合理分析，將自動化控制以及電氣調試技術合理應用到高壓電器設備中，這樣才能實時了解高壓電器設備的運作情況，并及時解決存在的各種問題，從而保障高壓電器設備的安全性。

參考文獻

[1]宋治國.高壓電器設備的自動化控制原理及電氣調試技術淺析[J].中華民居，2013，（27）：321-322.

[2]高成龍.高壓電器設備的自動化控制原理及電氣調試技術[J].科技展望，2015，（18）：100-101.

[3]王洪，王偉.高壓電器設備自動化控制原理及電氣調試技術探微[J].中國電子商務，2013，（23）：232.

第4篇：高壓電源范文

【關鍵詞】電除塵；含氧量；解決

0 前言

燃氣輪發電機組具有高效、清潔、啟動快等特點，廣泛應用于電網調峰，近幾年來在鋼鐵行業裝機數量逐漸上升，機組多為進口，具有自動化程度高，操作簡單，但運行經驗和數據較為匱乏，可以借鑒的案例非常少，面對運行維護中出現的問題需要從各個方面分析成因，找出問題的癥結，然后對癥下藥，制定出具體的解決問題的方法。漣鋼自2007年以來先后引進了3套由日本三菱重工生產的M251S型燃氣輪發電機組，采用燃氣蒸汽聯合循環（簡稱CCPP）方式運行，其工藝流程是將經過電除塵裝置凈化除塵后的高爐煤氣經煤氣壓縮機加壓，與通過燃機同軸的空壓機壓縮后送至燃燒室的空氣混合燃燒，生成高溫、高壓的氣體，經燃氣透平機膨脹做功，推動燃氣透平帶動燃機本體設備與發電機高速旋轉做功；從燃氣透平中排出的高溫氣體通過余熱鍋爐加熱給水，產生高溫、高壓蒸汽驅動汽輪發電機組發電。機組運行至今，先后出現過許多典型案例，案例涉及到多個傳統專業，技術涉及面廣且深，因此，正確的判定案例的成因，及時消除設備隱患，直接影響到機組的安全運行和企業的經濟效益。

1 含氧量與燃機要求

燃氣輪發電機組對高爐煤氣的要求較高，主要包括熱值、壓力、含氧量及其相應的波動幅度，其中煤氣氧濃度的高低直接影響到電除塵裝置和燃氣管道的運行安全，如果高爐煤氣氧濃度超過定值，在通過電除塵高壓電場極易引發爆炸。為此，在電除塵裝置入口前方安裝了一套能連續在線測量且測量響應時間很短的氧量儀，用于實時監控高爐煤氣管道中的氧濃度，測得的實時數據送往燃機控制系統進行判別，設置有預警（0.5%）、報警（1.0%）、緊急停機（1.2%）等多個級別的聯鎖控制邏輯，確保高爐煤氣氧濃度超標時立即退出電除塵裝置，聯鎖燃機停機。

電除塵與含氧量的關系及分析

電除塵裝置原理

日本三菱M251S型燃機采用了水平流動型濕式電除塵器，由煤氣總管過來的高爐煤氣通過入口喉板上安裝的燃氣分配板，均勻的分配到電除塵器的各個通道，通道中安裝有用于發生負電暈的放電電極和吸引帶電顆粒的集塵極板，通電后，放電電極與集塵極板之間形成一定強度的靜電場，煤氣流經通道時，放電電極放電，使煤氣中的固態或液態顆粒帶電，帶電的粉塵顆粒在電場力的作用下吸附到集塵極板上，然后通過連續的清洗水對積塵電極進行沖洗，在極板上形成連續的液膜，使粉塵隨著沖刷液的流動而清除。電除塵裝置內部安裝有絕緣加熱裝置與高壓電源裝置，絕緣加熱裝置用于加熱放電電極絕緣支撐，確保絕緣體表面干燥，防止放電電極通電時發生短路現象；高壓電源裝置用于將交流電升壓整流，為放電電極與集塵電極提供高壓直流電源，制造除塵時需要的靜電場。

高壓直流電源主要參數：

輸出電壓：DC 50kV

輸出電流：900mA

控制邏輯

電除塵裝置在運行中的主要操作是對絕緣加熱器與高壓電源的操作，其相關運行要求與控制邏輯如下：

1）電除塵裝置絕緣加熱器在高壓電源投運前必須連續運行6小時；

2）高壓電源啟動為手動啟動，在燃機啟動前必須先期投入運行；

3）高壓電源在燃機運行過程中的停運分為正常停運與非正常停運，均由程序自動控制。正常停運為燃機停機指令發出后30分鐘自動停運高壓電源，非正常停運發生以下任一條件成立時自動停運高壓電源：

在線式氧濃度檢測儀測得濃度超過1.0%時自動停運高壓電源；

PLC電池電量低或故障；

可控硅溫度失效或其熔斷器故障；

電源故障或其熔斷器故障；

風扇故障或其熔斷器故障

故障現象

由于我們公司的燃機以高爐煉鐵產生的高爐煤氣為主燃料，高爐檢修或停產期間，高爐煤氣供應不足，燃機停機次數較多。燃機停機一段時間后，均會出現管道內高爐煤氣含氧量上升的現象，有時甚至觸發氧濃度高報警（>1.2%），而三菱要求煤氣管道極限濃度必須低于3.7%，否則將引起管道爆炸。

原因分析

根據煤氣管道的工藝流程，我們先后排除了吹掃用壓縮空氣漏入煤氣管道，煤氣冷卻水和低壓氮氣帶有空氣混入煤氣管道等可能引起煤氣中氧濃度上升的因素，最終疑點落在了電除塵高壓電源裝置上。

由于電除塵的基本原理是將待處理氣體持續流經電除塵內部的高壓靜電場，利用物質在高壓靜電場中會發生物理電離的特點，分離氣體與其中所含的粉塵顆粒。在燃機停機后，由于管道內氣體流動基本處于靜止狀態，滯留在高壓靜電場內的氣體成分發生電離，出現游離的氧原子，而氧原子的氧化性非常強，氧原子之間的碰撞很容易產生較為穩定的氧分子和臭氧，因此引起煤氣中氧濃度上升。

實驗方法

為證實高壓靜電場內氣體可能發生電離引起氧濃度上升，同時確保實驗條件相同和實驗數據的有效性，我們利用公司兩臺燃機4次正常停機的機會分別進行實驗。如圖1所示，燃機停機后煤氣管道內的煤氣為接近靜止的狀態，燃機高速盤車時煤氣將在虛線范圍內的管道中快速循環流動。第一次實驗是利用公司3號燃機停機的機會，進行高壓電源運行狀態下與管道內煤氣氧濃度關系的實驗，燃機正常停機后，維持高壓電源運行，每隔一段時間進行一次高速盤車，高速盤車同時將管道內煤氣快速循環流動，利用循環回路中電除塵入口的氧濃度光譜分析儀對管道內煤氣的含氧量進行在線成分分析，記錄每次高速盤車結束后的測量數據，此時的數據為管道內煤氣充分混合的數據；第二次實驗是利用公司3號燃機運行一段時間后再次停機的機會進行的，燃機正常停機后立即停運高壓電源（期間高壓電源有10分鐘的運行時間），然后按第一次實驗的方法進行記錄。為排除其他方面因素的影響，我們又利用公司1號燃機的兩次停機機會進行了同樣的實驗。

結果分析

由上圖公司1號、3號燃機的實驗數據曲線可看出，煤氣含氧量與電除塵裝置高壓電源存在以下關系：

1）實驗表明，停機后煤氣管道內的氧濃度隨著電除塵高壓電源運行時間的增長而增高。圖2中1號燃機兩次實驗開始時的氧濃度為0.0070±0.0005%，在停機后轉速到達零轉速時停運高壓電源的實驗中，75分鐘后測得的煤氣含氧量為0.0282%；而在停機后不停運高壓電源的實驗中，75分鐘后測得的煤氣含氧量為0.3642%。圖3中3號燃機兩次實驗開始時的氧濃度為0.0010±0.0005%，在停機后轉速到達零轉速時停運高壓電源的實驗中，75分鐘后測得的煤氣含氧量為0.0442%；而在停機后不停運高壓電源的實驗中，75分鐘后測得的煤氣含氧量為0.4728%。對兩臺燃機的四次實驗進行對比，可以看出在停機期間，同樣的情況下啟動電除塵裝置高壓電源會引起煤氣含氧量的顯著上升，原因是由于高壓靜電場的作用，使處于電場中的氣體發生了電離，分解出氧原子，氧原子的結合產生了氧氣，致使管道內氧濃度升高。

2）實驗同時表明，燃機停機后高壓電源運行時間越長，煤氣中含氧量上升速度越快。以圖2中1號燃機為例，1號燃機高壓電源運行30分鐘后煤氣含氧量變化速率為0.00084%/min，45分鐘時變化速率為0.003389%/min，60分鐘時變化速率為0.003517%/min，75分鐘的變化速率為0.004853%/min。由此可看出，在停機期間，隨著高壓電源運行時間的增加，會引起電場內氣體電離速度加劇，氧濃度快速上升。

實驗所測得數據為燃機高速盤車后煤氣充分混合的氧濃度，電除塵的有效容積約為回流管道的1/3，按照氣體濃度與氣體體積的對應關系可知，高速盤車前電除塵裝置內的氧濃度約為混合后濃度的3倍，約為1.09～1.42%左右。

同時，我們在對停機過程中長時間啟動電除塵裝置高壓電源進行點檢時發現，電除塵內部有爆鳴聲，說明電除塵內部環高壓電極間的局部區域存在火花放電，短路次數的增加將引起電極壽命縮短，同時隨著氧含量的迅速上升，如果電除塵內部氧濃度達到極限值3.7%將引起電除塵爆炸。

2 改進完善

為降低燃機停機后電除塵裝置對管道內煤氣氧濃度的影響，我們對燃機及電除塵運行做了如下改進措施：

1）修改電除塵自動停運高壓電源的控制邏輯，將高壓電源自動停運的條件燃機停機30分鐘后自動停運高壓電源改為燃機停機后轉速降至3轉（低速盤車轉速）時自動停止高壓電源運行，使燃機停機后及時停止高壓電源，以縮短燃機低轉速下，回流管道內煤氣流動基本靜止的情況下高壓電源的運行時間。

2）修訂電除塵高壓電源運行規程

（1）要求運行人員嚴格控制高壓電源運行時間，縮短高速盤車前人工啟動高壓電源的時間，禁止高盤前高壓電源持續運行超過5分鐘；

（2）燃機停機后在線氧量儀測得濃度高于1%時禁止啟動電除塵高壓電源，須在電除塵后進行煤氣放散，直至氧濃度低于0.5%才允許投入電除塵高壓電源；

3）定期對在線式氧量儀進行標定，確保氧濃度測量的準確性。

3 結語

自本案例問題出現到解決歷時近4個月，案例中出現的各種現象和問題，除了要求具備系統的思維方式、方法，對待問題耐心、堅持不懈的工作作風，還需具備思維大膽創新，學識面廣等要求。

【參考文獻】

[1]朱占發，周鄂庭.首陽山670t/h調峰鍋爐調峰性能試驗研究[J].東方電氣評論，1995（02）.

第5篇：高壓電源范文

關鍵詞:物理創新 靜電除塵 四級管式

中圖分類號:O4 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)06(c)-0201-01

1907年,科特雷爾(Cottrell)首先將靜電除塵技術用于凈化工業煙氣獲得成功。如今,靜電除塵器已廣泛應用于鋼鐵工業、有色冶金、建材工業、電力工業、化學工業、輕紡工業以及其他工業領域乃至民用領域。統計資料表明,自1955年至現在,應用靜電除塵器處理工業煙氣量大致呈指數增長。隨著對環境保護要求的日益嚴格,可以預計靜電除塵器的應用會得到更迅速的提高和發展。這也是我們提出這個創新實驗的一個實用目的。

1 原理

電除塵器是利用強電場使氣體電離,由于強電場的作用而使氣體電離,氣流中的塵粒與自由電子、負離子碰撞而結合在一起,達到粉塵荷電,最后在電場力的作用下,粉塵將會從氣體中被分離出來,達到除塵效果。利用靜電使粉塵分離須兩個基本條件:一是存在使粉塵荷電的電場;二是存在使荷電粉塵顆粒分離的電場。一般的靜電除塵器采用荷電電場和分離電場合一的方法,放電機的金屬棒接高壓直流電源的負極,集電極接地為正極。如圖1所示。

電除塵器比較多,常用的有管式和板臥式兩種。板臥式電除塵器由若干個獨立的單元(電場)組成。管式電除塵器,是將金屬圓筒作為集電極。在管心懸掛一根金屬線作為放電級,稱作電暈線。我們做的是管式電除塵器,如圖2所示。

2 設計過程

我們的目的是制作一個四級管式電除塵器,并能觀察到每級的除塵效果。在實驗中我們使用了長形PVC塑料管,直角PVC三角管,玻璃管,銅棒,銅管,絕緣體圓片,電源線,直流高壓電源等設備。銅棒的長度大概是38cm左右,直徑5mm左右,用來做電暈極,接高壓電源的負極。銅管的長度大概是35cm左右,厚度為2mm,內徑為37mm,用來做集電極,接高壓電源的正極。PVC管長度為38cm,內徑為38mm,恰好可以外套住銅管。一方面可以用來絕緣;另一方面可以用來固定銅管。絕緣體圓片的直徑和PVC管等長,中間有個圓孔,讓銅棒探出,用于接導線。而集電極的引線我們是貼在銅管上面,然后在直角三角管邊上開個小孔,將線引出來,然后再用膠水將孔封住。玻璃管外徑等于PVC管的內徑,套在三角管內,可以用來觀察每級的除塵效果。圖3為設計圖。圖4為實物圖。

第6篇：高壓電源范文

關健詞：壓電陶瓷；自動控制；穩定電源

Abstract: piezoelectric ceramic transformer is a resonant body, only the driving voltage frequency equal to the natural frequency of piezoelectric ceramic transformer, in order to resonant state, effective voltage output. But in fact the piezoelectric ceramic transformer resonant frequency is often affected by the load impedance, environment change. In order to obtain the best output, need to track changes in the resonant frequency of the driving frequency is automatically adjusted, and the piezoelectric ceramic transformer output impedance, when the load changes, the output voltage changes, can not meet the high voltage power supply output voltage stability and technical requirements, so it needs an adjustment circuit on the output voltage automatically adjustment. The instruments used to achieve single-chip for piezoelectric ceramic resonator frequency automatic tracking, guarantee the best working state of piezoelectric ceramics, piezoelectric ceramic dynamic application period to meet the drive power demand.

Key words: piezoelectric ceramic; automatic control; power supply stability

中途分類號：TF762+.6文獻標識碼：A文章編碼：

本儀器硬件電路包括CPU部分、D/A轉換、運放電路、信號發生電路、驅動電路、反饋、隔離電路等, 原理框圖見圖1

圖1

由原理框圖可見，從CPU發出的數字量經D/A轉換后，進行運算放大，放大后的電壓量驅動信號發生電路，產生的信號經放大后驅動負載，最后由反饋隔離電路反饋回CPU，進行輸出調整，使輸出滿足負載的電壓要求。具體電路如圖2所示。

圖2

一、CPU電路

如圖3所示，

圖3

CPU電路主要包括晶振和復位電路，如上圖所示。

二、D/A轉換

D/A轉換電路說明：

圖4

如圖4所示，R-A、R-B、R-C、R-D接5V基準電壓輸入，時鐘接CPU的P1.1口，LOAD接P1.0口，LDAC接P1.3口，從CPU送出的信號經串行數據接口6腳輸入，TLC5620的串行輸入選擇位A1、A0分別為0、0，即選擇DAA為模擬輸出通道。然后經放大電路放大。

具體過程如下：

當LOAD為高電平時,數據在CLK每一下降沿由時鐘同步送入DATA端口,一旦所有的數據位送入,LOAD變為脈沖低電平以便把數據從串行輸入寄存器傳送到所選擇的DAC.如果LDAC為低電平,所選擇的DAC輸出電壓更新且LOAD變為低電平.而在串行編程期間內LDAC為高電平,新數值被LOAD的脈沖低電平打入第一級鎖存器后,再由LDAC脈沖低電平傳送到DAC輸出.數據輸入時最高有效位(MSB)在前. 表1列出A1和A0位以及被更新DAC的選擇.RNG位控制DAC輸出范圍.當RNG為低電平時,輸出范圍在所加的基準電壓與GND之間,當RNG為高電平時,輸出范圍在所加基準電壓的兩倍與GND之間。

三、運放電路

由于陶瓷變壓器的起振頻率寬度很窄，ICL8038在8腳（調頻電壓輸入端）電壓變化幅度很小時（毫伏級）才能夠達到要求，因此這里選用精度很高的運放TLC2252來達到控制ICL8038的調頻電壓。通過對D/A轉換后的電壓進行放大，使得加在調頻電壓輸入端的電壓隨數字量的增加作毫伏級變化。使得ICL8038的輸出頻率能更好地穩定在壓電陶瓷的諧振頻率附近。具體電路如下圖（圖5）。經D/A轉換的模擬信號由2252的3腳輸入，1腳輸出，然后進行下一級放大，共經過三級放大后，由7腳（網絡標號C38）輸入到信號發生器8038。

圖5

四、信號發生電路

信號發生電路如圖6所示：

圖6

此圖6中，8腳（網絡標號C38）接收放大后的電壓作為調頻電壓，9腳輸出矩形波。

五驅動電路

ICL8038的帶負載能力較差，需要另加驅動，這里用很簡單的三極管放大電路作驅動，使NPN工作在放大區，PNP工作在截至區，這樣可以使輸出電阻很小，帶負載能力增強，另外加入新的驅動電壓，使陶瓷變壓器的起振電壓達到0~12V（可以使用電位器進行調解）。具體電路如下圖（圖7）。

圖7

六反饋隔離電路

由于壓電陶瓷變壓器的輸出阻抗很大，當負載變化時，輸出電壓隨之變化，難以滿足高壓電源輸出電壓穩定性的技術要求，因此也需要隔離電路對輸出高壓進行隔離。光電耦合器件的輸入和輸出之間通過光信號的傳輸，對電信號是隔離的，沒有電信號的反饋和干擾，因而性能穩定。由于發光管和接收管之間的耦合電容很小（小于2pF)，所以共模輸入電壓通過極間耦合電容對輸出電流的影響很小，因而共模抑制比很高，抗干擾能力強。

從壓電陶瓷變壓器的輸出端口輸出的高壓經電阻分壓后，采用變壓器來隔離，經過整流濾波后送運算放大器放大，在用光藕隔離器件TTL117對放大后的電壓進行隔離，再反饋到CPU。經過CPU的軟件處理控制ICL8038的調頻電壓來時壓電陶瓷變壓器工作在最佳的諧振頻率。

圖8

七自適應性的實現

先給定2051一定頻率電壓，經D/A轉換后放大，作為信號發生器8038的調頻電壓，8038的9腳輸出頻率與調頻電壓成正比的矩形波，矩形波經無失真放大后驅動壓電陶瓷變壓器。若此矩形波的頻率與壓電陶瓷變壓器的諧振頻率相同，則壓電陶瓷處于最佳諧振狀態，輸出電壓最大。由于壓電陶瓷變壓器有其獨特性質，當電源電壓，環境溫度，負載阻抗和振蕩頻率發生變化時，輸出特性將有較大的變化，變化的結果將集中反映在輸出電壓或輸出電流的變化量上，這個變化量經過變壓器，LF353放大，以及光電藕合后，反饋到CPU的P1.4腳，CPU將根據反饋電壓自動調整D/A輸出電壓，再由8038調節輸出頻率，使得輸出頻率在壓電陶瓷的諧振頻率上，實現對壓電陶瓷變壓器的自適應控制。

參考文獻:

[1]柴荔英，張向紅，周桃生，鄺安祥. 雷達顯示器壓電陶瓷變壓器高壓電源研究. 電子變壓器技術，2001（9） No.3

[2]童詩白，華成英. 模擬電子技術基礎. 北京：高等教育出版社.1987.5

第7篇：高壓電源范文

關鍵詞 短波發射機；日常維護；安全隱患；防護措施

中圖分類號G2 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2015）138-0076-02

短波發射機是廣電系統中重要的設備，只有確保短波發射機高質高效的運行才能夠維持廣電系統相關部門工作的順利進行。而有效地日常維護是保證短波發射機能夠正常運行的關鍵，短波發射機的維護是一項專業性較強的工作，對維護人員的要求較高，不僅要求維護人員要具備豐富的專業理論知識，還需具備扎實的實踐動手能力，除此之外還需具備嚴謹的工作態度。短波發射機的日常維護工作中存在一定的安全隱患，因此，維護人員在進行維護工作的過程中，不僅需要嚴格的按照相關規章及制度進行，同時還需要采取必要的安全防護措施，以保證工作安全和短波發射機的播出質量。

1 短波發射機日常維護中存在的安全隱患

1.1 高頻對電源影響的安全隱患

目前廣電系統中使用的短波發射機多數采用的都是高頻開關電源，在短波發射機的整個電力系統進行工作的過程中會產生出諧波，而這些產生出的諧波就會對短波發射機的高頻開關造成不良影響。并且在對GIS的隔離開關進行操作時，會產生極高頻率的快速暫態電壓。這種極高的快速暫態電壓會對變壓器等設備的絕緣產生損害，并且這種快速暫態電壓會通過接地網向外進行傳播，從而對變電站的直流系統以及控制設備的正常運行產生不良影響。除此之外，由快速暫態電壓產生的電流還會對電源內部產生電磁干擾，從而破壞電源內部的穩定工作狀態。

1.2 高頻電擊隱患

短波發射機在通常工作中，一般的工作頻率保持在531―1602kHz。由于短波發射機的發射塔與地面是垂直關系，因此導致發射塔的電場極化方向與地面也呈垂直關系，而發射塔的磁場極化方向與地面保持水平。在這樣的維護環境中，維護人員開展短波發射機維護工作時，十分容易發生過高頻電擊的危險，同時也存在著其他電擊的隱患[1]。

1.3 高壓電擊隱患

短波發射機在工作是的功率是比較大的，因此其工作電壓也是比較高的，并且不論是工作功率較大的短波發射機還是工作功率相對較小的短波發射機，都會由于輸出阻抗的差異性原因，而產生出高壓電，一般來說其產生的高壓電保持在500V的范圍之內。因此，維護人員在這樣的環境中進行短波發射機的維護，存在較高的高壓電擊風險。

1.4 高壓電源安全隱患

為了達到短波發射機的工作要求，短波發射機內部需配置較多的高壓電源。由于這些高原電源的存在，使得短波發射機在實際的工作過程中需要進行濾波處理，才能夠保證短波發射機的工作質量處于最佳效果。為了進行濾波，往往會在短波發射機的高壓電源負載旁設置相應的濾波電容。濾波電容的設置雖然很好的解決了高壓電源帶來的問題，但是一旦當濾波電容發生故障之后，就會導致其相應電路的保護作用喪失。維護人員一旦在這樣喪失保護作用的環境下進行維護工作，就十分容易發生安全事故，給維護人員的身體造成傷害。

1.5 雷擊危險

雷擊安全隱患主要存在于雷雨季節，因此維護人員在雷雨季節對短波發射機進行維護工作時就存在較大的安全隱患。這種安全隱患主要是來自于雷雨水滴所形成的雷云，雷云一旦形成，當其發生分離之后就會產生出正負兩種電荷。當這些雷云分離后產生出來的電荷聚集在一起之后，就會形成較大的電場強度，一旦形成較大的電場強度就會導致發生放電，最終發生雷擊現象。當雷擊發生時會產生非常大的電流，由于電流較大，因此豈會產生非常強大的沖擊力，這種沖擊力會在地網中形成電位差，而這種電位差會對維護人員的機體造成非常大的危害。

1.6 高溫、噪音危害

短波發射機的維護環境一般來說比較惡劣，部分短波發射機所處的環境甚至可以說是十分惡劣，而其中較為常見的環境因素就是高溫和噪音。當維護人員長期在高溫、噪音的環境下進行短波發射機的維護工作時，也會維護人員的身體健康和心理健康造成較大的危害。

2 短波發射機日常維護安全隱患的防護措施

2.1 選取合理的維護工具進行維護工作

多數的短波發射機內部均會有大量的集成電路和半導體，并且短波發射機內部的部分元件多數是固定在一些非常細小的電路上，因此在對這類元件進行維護時，維護人員的操作難度。因此，維護人員在進行維護工作時，一定要注意選擇合理的操作工具，注重正確選用超拔器、吸錫烙鐵等細小型和專用型的工具，并且在這類工具的應用工程中，要注意嚴格按照操作規范進行，只有科學準確的運用各種操作工具，才能夠確保維護工作的安全性。

2.2 高頻危險隱患的防護措施

維護人員在高頻隱患環境下進行短波發射機的維護時，對其威脅最大的隱患來自于該環境中電流具有的顯著趨膚效應。因此，維護人員要做好絕緣防護措施，維護人員在高頻環境下對短波發射機進行維護時，一定要使用絕緣材料對自身進行安全防護[2]。由于一般的絕緣材料在50Hz的電壓環境之下進行使用時，其絕緣性能會發生降低，因此在這個過程中使用到的絕緣材料必須是高頻絕緣材料，只有使用高頻絕緣材料才能夠顯著提高絕緣效果，最大程度確保維護人員的人身安全。同時要注意在非必要的環境下，維護人員盡量不要進行帶電作業，盡量避免發生電擊事故的發生，最大程度上保證維護人員的人身安全。

2.3 濾波電容故障安全隱患防護措施

針對由于濾波電容故障而導致相關電路保護作用失效安全隱患的防護，首先需要在短波發射機工作時，要將所有的電源設備進行接地保護處理，確保其在濾波電容相關電路保護作用喪失的情況下，能夠使濾波電容上的電壓得以瀉放，從而保證濾波電容相關電路的安全。其次，維護人員對于放電較慢的電路，需要等待一段時間之后再去進行觸摸，切記不可立即對其進行觸摸，而對于放電比較緩慢的電源部分，維護人員則需使用人工放電的方式進行處理，以此來避免安全隱患事故的發生[3]。當維護人員無法明確短波發射機產生故障的明確原因之前，在查尋短波發射機產生故障原因的過程中，需要對一些高壓類的電容進行直接接觸時，需要先對這些高壓電容進行放電處理，然后再進行相關操作。

2.4 降低危險因素的危害值

在短波發射機中存在一些固有的，不可避免，不能夠徹底清除的安全隱患因素，這類安全隱患是無法避免的，針對這類安全隱患，我們只能夠最大程度降低其危害值。例如，對于短波發射機維護中的高溫和噪音隱患，短波發射機在工作過程中發熱是不可避免的，產生噪音也是無法消除的，因此，對于高溫和噪音問題可以通過應用水洗風設備來降低溫度，減少灰塵對于短波發射機的影響，從而降低其工作過程中產生的噪音。同時維護人員可以在維護工作過程中，戴安全帽、穿絕緣靴的方式來降低各項安全隱患的危害值。

2.5 雷雨季節要做好防雷擊措施

在雷雨季節到來時，短波發射機維護人員要做好防雷擊的防護措施。首先可以采取天線防雷的防護措施，利用高層建筑物易被雷擊的原理進行預防，短波發射機維護人員需在天線和匹配網之間安裝四級防雷措施。四級防雷措施的安裝，能夠在其受到雷擊的時候，將雷擊產生的沖擊力進行逐級減弱，從而極大地減輕雷擊對短波發射機的損害，同時也確保了維護人員的安全[4]。其次對電源系統進行防雷處理，短波發射機的電源適于市政電力系統進行連接的，其輸電高壓線采取的是露天架空的形式進行的，其輸電的運行距離是比較長的。由于其輸電高壓線具備的以上特征，導致短波發射機的電源也十分容易遭受到雷擊，因此，對其電源進行防雷防護處理十分必要。

2.6 降低高頻對電源的影響作用

降低高頻對電源的不良影響，可以將輸出二極管的連接方式進行合理的調整，同時改變濾波電路的位置，使其置于更加接近端口的位置，以此來減輕高頻對電源產生的不良影響。除此之外，針對靜電放電的情況，可以設法將小信號電路與機殼之間的距離增大，具體措施是在將TVS管應用于均流端口和控制端口的小信號電路中，或者對其進行接地保護處理。

2.7 應用自動化設備代替維護人員的操作

將自動化設備引入并應用到短波發射機的日常維護工作中，是降低短波發射機維護過程中安全事故發生的最直接的措施。實踐表明，自動化設備在短波發射機維護工作中發生故障的概率非常低，特別是與人為維護相比，其優勢作用更加顯著。首先自動化設備的應用能夠顯著的降低維護人員的勞動強度，同時能夠顯著的提高短波發射機維護工作的工作效率，更加重要的一點是，自動化設備的引入在很大程度上，避免了維護人員在危險環境中的部分直接操作，從而保證了維護人員的安全。

3 結論

短波發射機的日常維護工作比較惡劣，而且在短波發射機日常維護過程中的安全隱患因素錯綜復雜。因此，在短波發射機的日常維護中，除了要采取必要的安全防護措施，還要求維護人員在開展維護工作的過程中，必須要嚴格按照相關的維護制度和操作規定科學地進行維護操作。只有嚴格按照規章制度進行，才能夠確保高效高質的完成短波發射機的維護工作，同時實踐表明，嚴格按照規章制度展開維護工作在很大程度上能夠提高預防安全事故發生的效果。除此之外，加強組織管理措施，加強對維護人員的安全教育和技能培訓，不斷地提高維護人員的安全意識和專業技能，才能夠確保短波發射機維護工作的安全開展。

參考文獻

[1]劉玲，高瑞剛，劉楠.PSM短波發射機故障處理與日常維護[J].內蒙古廣播與電視技術，2012，29（2）：68-70.

[2]王昌林.試論短波發射機的安全保護系統[J].民營科技，2015（1）：70.

第8篇：高壓電源范文

關鍵詞 電除塵；高頻高壓；效率 ；節能減排

中圖分類號X3 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2014）112-0192-03

0 引言

隨著國家環保要求越來越嚴，節能減排是鋼鐵行業的一項難點工作，鋼鐵行業的燒結機頭全部采用電除塵且電除塵器能耗高，電除塵如何提高效率來滿足目前環保要求又能降低能耗是環保專業人士的一項攻關課題，新興鑄管股份有限公司經過考察與研究采用了龍凈環保公司的高頻高壓整流設備、同時改進了振打傳動箱結構形式、優化振打工作方式、改進了放灰系統的密封，既提高了除塵器效率又達到節能率30%以上。

1 電除塵器工作原理

電除塵器是利用直流高壓電源產生的強電場使氣體電離，產生電暈放電，進而使懸浮塵粒荷電并在電場力的作用下，將懸浮塵粒從氣體中分離出來并加以捕集的除塵裝置。電除塵器因具有凈化效率高，阻力損失小、處理煙氣量大、自動化程度高等特點，在鋼鐵企業的燒結機頭得到了廣泛應用。

2 電除塵技術參數及主要用電功率

1）型號：BY300/2-4 兩臺；

2）處理風量：1680000m3/h；

3）有效截面積：300臥式雙室四電場靜電除塵器；

4）電場風速 ：0.865m/s；

5）設備本體阻力：

6）同極間距：450mm。

設備名稱 規格等級 數量 單臺功率 設備總功率

靜電除塵器 300臥式雙室四電場 2

高壓電源 1.0A/80KV（380V） 16 115kVA 1840kVA

振打電機 380V 32 0.4kW 19.2kW

加熱器 380V 48 1.5kW 72kW

表1 電除塵主要用電情況

3 電除塵節能提效分析

3.1電除塵提高效率分析

影響電除塵器性能的因素很多，大體歸納為以下三個方面：1）煙塵（氣）性質；2）設備狀況：電除塵器的極配形式；電場劃分情況；振打清灰方式及振打制度；氣流分布均勻程度；電氣控制特性等；3）操作條件。包括操作電壓、比電流、電極清灰效果、漏風及二次揚塵等。由于煙氣性質、極配形式、電場劃分、氣流分配等因素各個除塵器生產廠家在設計時都采集進行了優化設計，本文重點從提高供電效率、優化振打工作方式、改進放灰系統的密封減少二次揚塵來提高除塵器效率。

1） 電除塵器目前采用常規的兩相供電裝置，由控制系統、變壓器、整流設備組成，工作頻率在50Hz，從實際使用的效果看，單相電源輸出的電壓脈動范圍大，線性度差，容易出現阻抗不匹配，極易觸發火花放電，造成電暈電流低，難以提高除塵效率；

2）機頭除塵器影響效率的另一個原因就是卸灰控制系統，進入電除塵器的粉塵被陰、陽極捕獲后由振打系統振落在灰斗中，灰料堆積嚴重時還會造成陰陽極之間的短路使電除塵器無法正常運行，相反灰斗中沒有儲灰灰斗出口會出現漏風引起二次揚塵使除塵效率降低。在電除塵器系統中典型的控制策略是“高低料位”即料位高時卸灰、料位低時停止。但是由于灰斗內部環境惡劣常造成料位計損壞或誤報，時常導致電場堵灰造成高壓跳閘，為此只好采用連續卸灰的辦法，這樣雖然可以避免堵灰卻經常造成灰斗卸空，對電除塵器運行至少會產生三方面的不利影響:一是除塵器底部氣流分布和溫度降低；二是由于溫度降低使陰極線上的粉塵變濕變粘不易清除，使極線變粗、電阻增大、電流減小、甚至使電暈封閉；三是灰斗壁、出口變濕變粘易造成灰斗堵灰上溢造成高壓電源跳閘，這些最終都會極大地降低電除塵器的除塵效率；

3）振打控制系統：電極振打清灰是電除塵器的主要過程，其清灰效果不僅與施加在陰、陽極上的振打加速度有關而且振打周期對其影響也很大，電除塵器過度振打會造成電場內的二次揚塵，尤其末級電場的二次揚塵將大大降低除塵效率，相反周期過長，陽極板上的粉塵堆積過厚，會使陰、陽極之間的電壓降低、二次電流降低、電暈功率降低、除塵效率降低，嚴重的會造成反電暈，使已經收集到陽極板的粉塵再次進入到氣流中，依據工況選擇合理的振打控制方式將有助于更好地清灰及提高除塵效率。

3.2 電除塵器節能效率分析

1）從電除塵工作原理上看，電除塵的效率主要依靠供電的有效作用，從表一也可以看出電除塵的能耗主要在高壓電源上，而普通高壓整流設備對電網影響大、缺相損耗大、控制方式對工況變化適應能力不強等原因，造成實際有效運行功率在60%，因此提高除塵器的供電效率既能提高除塵器效率又起到節能效果；

2） 從表一中反映出電除塵耗能其次是振打加熱系統：電除塵的加熱系統主要作用是使陰極支撐絕緣子、陰極振打瓷轉軸保持在煙氣露點溫度之上來保證絕緣效果及電除塵器穩定運行。目前電除塵器中所用的陰極吊掛保溫箱、陰極振打保溫箱結構基本相同即均是在絕緣子外部加一保溫箱體，保溫箱內安裝有電加熱器，保溫箱與電場接口處設有聚四氟乙烯擋板，加熱控制方式采用恒溫控制、連續加熱、間斷加熱方式。因此減少加熱系統的設置與降低加熱系統的運行時間即可降低能耗。振打系統前大部分采用定時振打清灰制度，如何依據工況選擇合理的振打控制方式將有助于更好地清灰和做到節能減排。

4電除塵器提效節能措施

4.1電除塵器提效節能措施一：采用高頻高壓整流設備

4.1.1 高頻高壓整流設備工作原理

高頻電源是三相交流輸入整流為直流電源，經全橋逆變為高頻交流，隨后升壓整流輸出直流高壓。高頻電源工作頻率可達40kHz，主要包括三個部分：變換器、變壓器、控制器。其中全橋變換器實現直流到高頻交流的轉換，高頻變壓器/高頻整流器實現升壓整流輸出，為ESP提供供電電源。

4.1.2高頻高壓整流設備的提效

1）從圖1可以看出工頻電源工作過程波動大，有峰值與谷值，一般二次儀表顯示的是平均值，而高頻電源輸出電壓逼近工頻電源電壓峰值近似一條直線，因此高頻電源能提供更高的輸出電壓約是工頻電源的1.3倍；

圖1 高頻電源與工頻電源輸出對比

2） 從表二我單位電場實際運行的情況看高頻電源可有效增大電暈功率，提高除塵效率；

設備

名稱 規格等級 I1

(A) U2

(kV) I2

(mA) 輸出功率

(kW) 輸入功率

(kVA)

高頻

電源 1.0A/80KV（380V） 74.5 64 700 44.8 49.78

工頻

電源 1.0A/80KV（380V） 165.8 54 700 37.8 64

表2 電除塵主要用電情況（測試期間供電電壓在386V）

3） 從圖一工作原理看出，設備由于采用串并聯混合諧振變換器，具有恒流特性，可以有效抑制電場火花的電流沖擊，30us迅速熄滅火花，火花控制方式先進，對燒結工況變化適應能力強；

4.1.3 高頻電源的節能

1）因該設備工作頻率高，變壓器的匝數與頻率成反比，因此設備體積小，控制柜與變壓器一體，損耗小，即功率因數、效率大于0.9；

2）設備在運行中能實施反電暈自動跟蹤控制功能，根據工況診斷軟件對工況的分析、根據燒結機負荷的變化情況自動選擇高壓供電的運行方式和間歇供電中占空比，從而達到最佳的收塵效果和節能效益。

4.2電除塵器提效節能措施二：對振打控制系統改進

我單位振打控制系統采用定時自動振打，沒有達到依據工況變化而實時進行調整，為此采取一種組合振打方式：

定周期振打：是在上位機上設定三種模式，模式1（一二電場振打周期4min，三四電場振打周期10分）、模式2（一電場振打周期5min，二三四電場振打周期10分）、模式3（一電場振打周期5min，二電場10min，三四電場振打周期20分），是以日常控制柜運行參數及放灰量估算入口濃度進行選擇。

自動強制振打方式：結合高頻高壓電源設備目前的控制系統，在上位機依據采集的電場電壓、電流、火花頻率綜合自動判斷是否進行強制振打，自動判斷的依據是日常運行參數對比分析的經驗數據，作為我單位在上位機上確定三個參數進行控制自動啟動強制振打的運行，一是二次電壓正常在64kV，低于55 kV時相應電場振打啟動；二是火化率控制在20~40次/分，高于40次/分時啟動相應電場振打；三是二次電流低于400mA時啟動相應電場振打。

4.3 電除塵器提效節能措施三：保溫箱的改進

將原保溫箱（圖2）下部底部加熱器拆除，平板改為斜板，改造后的陰極絕緣子保溫箱（圖3），斜板傾斜角度大于60°，積灰可以自流回電場內部，保證不積灰；斜板底部與電場接觸區域開孔，將封閉型的保溫箱改為開放型即保溫箱與除塵器箱體內相通，使電除塵器中的煙氣可以通入保溫箱內，利用煙氣自身的熱量通過熱傳導、對流、輻射等方式對陰極絕緣部件所在的保溫箱進行加熱與恒溫，故完全避免了結露的發生；因為只是改進底部，保溫箱側部檢查門及振打與電場的絕緣區域不破壞，不影響日常檢查與高壓絕緣。

圖2 原保溫箱結構圖3 改進的保溫箱結構

4.4電除塵器提效節能措施四：對卸灰系統的改造

為避免卸灰造成的二次揚塵與漏風，一是把目前的料位計改為射頻導納料位計，減少料位計的故障率；二是在目前的卸灰閥上部安裝一臺鎖氣氣動閥門，達到在料位計不起作用造成灰斗放空情況下，關閉鎖氣閥門能起到杜絕漏風的作用，經過一年多的使用效果特別理想。

5 應用高頻電源的環保和經濟效益

5.1環保效益

采取上述措施后使除塵器減少煙塵排放30%~50%，能穩定達到40mg/m3以下，比采用工頻可控硅電源具有明顯的環保效益。

5.2節能效益

1）高頻電源節電（共有高壓電源16 套，年運行時間350天，電費0.62元/度）

從表二測試數據計算年節電為：

（64-49.78）x16x24x350x0.62≈188.5(萬元)

2） 電加熱系統節電（以前每天運行12小時，改造后拆除）

48x1.5x12x350x0.62≈18.8(萬元)

3）共計節電率（188.5+18.8）/533=38.8%

6 結論

采用以上措施后除塵器運行穩定可靠，為我公司的節能減排做出了貢獻。

參考文獻

[1]胡志光.電除塵器運行及維修[M].北京:中國電力出版社，2004，6.

第9篇：高壓電源范文

關鍵詞:高壓脈沖發生器;高壓脈沖變壓器;工控機;自動控制

中圖分類號:TP273文獻標識碼:A

文章編號:1004-373X(2010)04-201-03

Development of 200 kV Pulse Voltage Generator

MI Lun,ZHANG Peng

(Institute of Electronic Engineering,China Academy of Engineering Physics,Mianyang,621900,China)

Abstract:The 200kV pulse voltage-generator based on Tesla transformer is made for the research on high voltage pulse technology.The program controlled equipment is made up of adjustable high-voltage direct current power,energy store part,high-voltage pulse transformer,high-voltage switch,controller,industrial computer,printer,oscillograph,current limiting resistor,pulse polarity transfer and high-voltage distribute.Based on program control technology,the high-voltage pulse is generated and computer can switch "+/-" polarities and the current-restricted resistance.The range and frequency of the output pulse can be continuous adjusted.The generator is reliable and easy to operate.

Keywords:high-voltage pulse generator;high-voltage pulse transformer;industry computer;automatic switch

0 引 言

隨著脈沖功率技術的研究與應用工作的深入開展,對高壓脈沖發生器的自動化及相關技術提出了更高的要求。在脈沖功率技術的應用研究過程中,需要一種200 kV的高壓脈沖發生器,其高壓脈沖輸出幅度和頻率連續可調,并能進行脈沖“+/-”極性及限流電阻的自動轉換。

為滿足脈沖功率技術應用研究的需要,在“200 kV脈沖發生器”[1]研制成果的基礎上,采用計算機控制技術對高壓脈沖的產生、輸出幅度、“+/-”極性和限流電阻轉換進行自動控制。在“程控200 kV脈沖發生器”工作時,因貯能放電產生數十千安培的脈沖電流,同時,儀器還處于各種電器頻繁啟動 停止的環境中,因此,儀器的各種功能、技術指標和可靠性取決于控制過程、高壓絕緣、抗強電磁干擾等技術的設計。

1 程控高壓脈沖發生器的組成和工作原理

程控200 kV脈沖發生器主要由可調直流高壓電源、儲能器、高壓脈沖變壓器、高壓開關、觸發器、控制器、工業控制計算機、打印機、存貯示波器、限流電阻箱、極性轉換器、電流測試環、高壓脈沖分壓器和可調直流電源等構成,其原理方框圖如圖1所示。

圖1 程控高壓脈沖發生器示意圖

程控200 kV脈沖發生器的工作原理是采用高壓電容器貯能通過高壓開關瞬間放電[2],由高壓脈沖變壓器產生60～200 kV的高壓脈沖,該高壓脈沖經“限流電阻轉換箱”加載到“負載”上,“高壓脈沖分壓器”與“負載”并聯,“存貯示波器”監測脈沖電壓/電流波形。計算機根據技術要求控制“可調直流電源”的輸出電壓即可得到不同的脈沖高壓輸出幅度;計算機輸出觸發脈沖便可調節高壓脈沖輸出的頻率;通過“示波器”采集電壓和電流波形的變化,分析負載的工作狀況,由此來決定電壓幅度和限流電阻的增加或減少。計算機通過控制“控制器”實現高壓脈沖“+/-”極性和限流電阻的自動轉換。

在整個程控過程中,計算機進行狀態檢測,一旦出現故障,立即聲光報警,保存信息,并停止控制進程,等排除故障后可重新進入程控。

2 關鍵技術

程控高壓脈沖發生器的輸出電壓高達200 kV,在工作時,貯能放電產生數十千安培的脈沖電流,因此,發生器的各種功能、技術指針和可靠性取決于高壓脈沖的產生、控制、高壓絕緣、抗強電磁干擾等技術,其中絕緣耐壓和抗干擾是高壓脈沖發生器的關鍵問題。高壓絕緣決定了高壓脈沖發生器、高壓脈沖“+/-”極性和限流電阻自動轉換的可靠性和壽命,因此,在重點設計高壓絕緣的同時,需選用抗電磁干擾能力強的元器件(如:低壓繼電器、真空高壓繼電器、牽引電磁鐵和隔離變壓器等)構成特殊的功能單元電路,以提高系統的抗干擾能力。

2.1 高壓脈沖產生器

高壓脈沖產生器由可調直流高壓電源、儲能器、高壓脈沖變壓器、高壓開關、觸發器和直流電源組成[3,4],如圖1所示。計算機根據技術要求輸出數碼,由D/A轉換及放大后控制“可調直流電源”的電壓輸出,該電壓經DC/AC變換后產生的高頻高壓,由倍壓整流濾波后得直流高壓;直流高壓為“儲能器”充電;“儲能器”所儲存的能量由“觸發器”使“高壓開關(K)”導通,“儲能器”、“高壓開關(K)”和“高壓脈沖變壓器”的初級構成的回路放電,在“高壓脈沖變壓器”的次級輸出60～200 kV的高壓脈沖。

2.2 高壓脈沖“+/-”極性的轉換

為保證高壓脈沖正負波形的一致,在設計的轉換時,應不改變脈沖變壓器的初級回路參數而影響脈沖變壓器的輸出幅度和脈沖寬度。采用真空高壓繼電器設計一種新型的“+/-”極性轉換控制器,計算機根據技術控制真空高壓繼電器實現脈沖高壓“+/-”極性的自動轉換,其原理示意圖如圖2所示。

2.3 限流電阻的自動轉換

限流電阻是工作在高壓脈沖變壓器的輸出端和“負載”之間,因此,需對限流電阻的功率、耐壓絕緣進行設計,以確保其功能的可靠性。

采用低壓繼電器和牽引電磁鐵組成限流電阻的自動轉換控制器,其原理示意圖如圖3所示。絕緣結構的設計是根據牽引電磁鐵的行程、絕緣介質、工作電壓以及限流電阻的觸點和移動觸頭良好接觸進行綜合設計,采用有機玻璃箱,將限流電阻、移動觸頭、觸點浸在變壓器油中,以保證其耐壓強度。

圖2 高壓脈沖“+/-”極性的轉換原理圖

圖3 限流電阻轉換原理示意圖

3 軟件設計

VB語言具有人機界面簡單明了,易于編寫的特點,故該程序采用VB語言編寫[5]。為降低編程的難度,便于程序的編制和調試,軟件設計采用模塊化[6]。

人機界面采用兩個窗體:一個用于輸入參數,一個用于運行控制(實現參數輸入、運行、暫停、打印以及關機等功能),輸入的參數以文件的方式保存。

在運行窗體上采用串行口通信控件來實現示波器的脈沖電壓和電流數值的采集,在程序運行過程中,以“時間”控件作為脈沖頻率控制,其電壓數值的輸出采用數碼輸出,經D/A轉換去控制高壓電源的高壓值,而電壓值的升降和限流電阻轉換決定于負載的工作狀況,用條件判斷語句即可。

4 抗干擾技術

程控高壓脈沖發生器在工作過程中將產生60～200 kV的高壓脈沖,數千安培的脈沖電流,同時,高壓脈沖“+/-”極性和限流電阻的自動轉換使得各種電器頻繁啟動或停止。因此,設備的各種功能、技術指標和可靠性都取決于系統特別是計算機抗強電磁干擾的能力。

為保證系統的性能和工作的可靠性,采用光電、電磁和變壓器等隔離技術,優化系統設計,設計好安全接地(大地)和工作接地,提高系統的抗干擾能力[7-10],系統抗干擾的示意圖如圖4所示。

圖4 系統抗干擾示意圖

4.1 系統的優化設計

為提高系統的抗干擾能力和工作的可靠性,根據技術要求確定合理的、科學的控制程序的同時,首先優化系統的配置,選用適合于工業生產環境、抗干擾能力強的設備儀器,如工業控制計算機、直流電源和繼電器(真空高壓繼電器、牽引電磁鐵)等,其次是設置合理控制量,以避免程序進入死循環。

4.2 隔離技術

用帶屏蔽的隔離變壓器(1∶1)來抑制交流電源的高頻噪聲,并且屏蔽層可靠接地,以提高抗共模干擾能力。

采用光電隔離實現計算機總線與被控制對象(真空高壓繼電器、牽引電磁鐵和低壓繼電器)測之間完全的電隔離,并消除公共地線和電源的干擾,從而保證計算機系統可靠工作。

采用繼電器用作系統信號傳遞、電路切換以及功能的執行等,可以提高抗外部環境對系統的電磁干擾能力,但它本身又是噪聲源。因此,對繼電器線圈應采取相應的“瞬態抑制電路”和觸點消弧電路。

4.3 程序加固

在軟件設計時,采用軟件陷井和指令冗余技術對程序進行加固,使程序受到某種干擾,進程號被改變,密碼不對,從而程序進入出錯處理,減少了干擾情況下彈飛的程序造成的不良后果的機會,以提高程序運行的可靠性。

5 樣機與結論

程控高壓脈沖發生器采用計算機控制技術,實現了輸出幅度為±60～200 kV連續可調、高壓脈沖“+/-極性”及“限流電阻2～17 kΩ”轉換器的自動控制,其輸出波形圖如圖5所示。

圖5 程控高壓脈沖發生器輸出的高壓脈沖

“+/-”極性波形圖

6 結 語

采用計算機控制由低壓繼電器、真空高壓繼電器和牽引電磁鐵等特殊器件構成具有特殊功能的“控制器”實現高壓脈沖“+/-”極性和限流電阻的程控轉換。采用隔離變壓器、光電耦合和電磁屏蔽等抗干擾技術,提高了程控系統的抗強電磁干擾能力,其性能穩定可靠、操作簡單和安全。

參 考 文 獻

[1]米倫.200 kV脈沖發生器的研制[J].高壓電器,2004,41(11):21-24.

[2]白峰,邱毓昌.利用脈沖功率技術對巖石進行鉆孔[J].高壓電器,2001,37(2):26-28.

[3]王宗仁.核儀器電子技術[M].北京:原子能出版社,1977.

[4]王瑩.高功率脈沖電源[M].北京:原子能出版社,1991.

[5]韋源,于平.Visual Basic程序設計基礎[M].北京:清華大學出版社,1998.

[6]馮樹椿,徐六通.程序設計方法學[M].杭州:浙江大學出版社,1988.

[7][美] R F 格拉夫.電子電路百科全書[M].北京:科學出版社,1989.

[8]閻石.數字電子技術基礎[M].北京:高等教育出版社,1983.