Патент на изобретение №2291000

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРОФИЛЬТРА (ВАРИАНТЫ)

(57) Реферат:

Изобретение относится к источникам питания электрофильтров (ЭФ), представляющих собой ярко выраженную емкостную нагрузку. Технический результат – повышение эффективности пылеочистки во всем известном диапазоне удельных электрических сопротивлений пыли при низких эксплуатационных расходах и удельных энергозатратах на пылеочистку, а также снижение себестоимости источника. Источник питания ЭФ реализует способ формирования на емкостной нагрузке ЭФ знакопеременного напряжения, на которое накладывается импульсное. Повышение эффективности пылеочистки достигается путем уменьшения инерционности формирования высокого напряжения на ЭФ, что позволяет увеличить среднее напряжение, прикладываемое к электродам ЭФ, и соответственно напряжение ионизации частиц пыли в пространстве между осадительными и коронирующими электродами. Технический результат достигается заменой двух регулируемых источников высокого напряжения одним с высокочастотной связью, работающим на промежуточной частоте более 10 кГц. Применение высокой частоты резко снижает инерционность формирования высокого напряжения на ЭФ. Схема построена так, что каждый вентильный коммутатор, формирующий соответственно положительную или отрицательную полярность знакопеременного напряжения, дополнительно является выпрямителем умножителя одного из плеч источника постоянного напряжения питания. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к источникам питания электрофильтров, представляющих собой ярко выраженную емкостную нагрузку.

Изобретение направлено на повышение эффективности пылеочистки во всем известном диапазоне удельных электрических сопротивлений пыли при низких эксплуатационных расходах и удельных энергозатратах на пылеочистку, а также снижение себестоимости источника питания электрофильтров.

Известен способ питания электрофильтра путем приложения к его коронирующим электродам знакопеременного напряжения [А.С. СССР №1382493, БИ №11, 23.03.88]. Этот способ питания электрофильтра имеет уникальное преимущество, заключающееся в том, что он позволяет работать без систем механического отряхивания осадительных электродов, что значительно снижает эксплуатационные расходы.

Устройство, осуществляющее этот способ, содержит два разнополярных автономных источника питания, два управляемых высоковольтных коммутатора в виде электронно-лучевых вентилей, присоединенных к одной нагрузке, первый из которых анодом подключен к положительной шине источника питания, катодом к электрофильтру, а другой – катодом к отрицательной шине другого источника питания и анодом к электрофильтру. Генератор управляющих импульсов подключен через высоковольтные разделительные трансформаторы к выходным формирователям импульсов, а те – к управляющим электродам двух коммутаторов в цепях источников питания. Поочередное включение коммутаторов формирует на электрофильтре положительное или отрицательное напряжение (то есть знакопеременное питание).

Известно также устройство [патент РФ на изобретение №2207191, БИ №18, 27.06.2003], содержащее два регулируемых источника высокого напряжения разной полярности с регуляторами, высоковольтными трансформаторами, выпрямителями и накопительными конденсаторами, два управляемых высоковольтных коммутатора в виде электронно-лучевых вентилей, присоединенных к одной нагрузке, первый из которых анодом подключен к положительной шине источника питания, катодом к электрофильтру, а другой – катодом к отрицательной шине другого источника питания и анодом к электрофильтру. Блок управления выходами подключен через высоковольтные разделительные трансформаторы к управляющим электродам двух высоковольтных вентильных коммутаторов и к управляющим электродам тиристорных регуляторов в цепях регулируемых источников высокого напряжения.

Дополнительно в устройство введены импульсные вентильные коммутаторы, обеспечивающие наложение на знакопеременное питание высоковольтных импульсов напряжения соответственно положительной и отрицательной полярности. При этом блок управления снабжен панелью управления импульсными коммутаторами, связанными с выходами блока управления, подключенными через высоковольтные разделительные трансформаторы к управляющим электродам импульсных вентильных коммутаторов. Поочередное включение коммутаторов формирует на электрофильтре положительное или отрицательное напряжение (то есть знакопеременное питание) с высоковольтными импульсными дополнениями. Такая форма импульсно-знакопеременного напряжения позволяет повысить степень пылеочистки электрофильтра.

Общим недостатком этих устройств является то, что используются два автономных высоковольтных источника питания, работающих на частоте 50 Гц, имеющих два высоковольтных трансформатора, восемь высоковольтных вентильных столбов, два высоковольтных емкостных накопителя большой емкости.

Цель изобретения – повышение эффективности пылеочистки путем уменьшения инерционности формирования высокого напряжения на электрофильтре, что позволяет увеличить среднее напряжение, прикладываемое к электродам электрофильтра, и соответственно напряжение ионизации частиц пыли в пространстве между осадительными и коронирующими электродами. Эффективность пылеочистки повышается, снижаются энергозатраты на пылеочистку для всех известных удельных электрических сопротивлений пыли при сохранении уникальных преимуществ знакопеременного питания, заключающихся в возможности полного отказа от систем механического отряхивания осадительных электродов.

Указанная цель достигается заменой двух высоковольтных источников питания одним с высокочастотной связью, работающим на промежуточной частоте более 10 кГц. Применение высокой частоты резко снижает инерционность формирования импульсов высокого напряжения на электрофильтре. Источники питания с высокочастотной связью, обладающие высоким кпд преобразования электрической энергии источника сетевого питания в постоянное напряжение, имеют (например, при 10 кГц) в 10 раз меньшие габариты и массу. Для этого в устройство для питания электрофильтра, содержащее один регулируемый источник высокого напряжения с накопителем, регулятором, выпрямителем и выходным высоковольтным трансформатором, два высоковольтных вентильных коммутатора, подключенных разноименными силовыми электродами через общий дроссель к первому выводу электрофильтра, и два импульсных вентильных коммутатора, выполненных, например, в виде электронно-лучевых вентилей, и датчик напряжения на электрофильтре, введены два инвертора на управляемых ключевых элементах, например транзисторах, один из которых (силовой) включен в схему источника высокого напряжения, а второй, подключенный через защитный дроссель и выпрямитель к питающей сети, служит для питания собственных нужд. К выходу силового инвертора подключена первичная обмотка выходного трансформатора регулируемого источника высокого напряжения. Между входными выводами этого инвертора включен накопительный конденсатор, причем первый входной вывод силового инвертора через последовательную цепь из дросселя и регулятора соединен с первым выходным выводом выпрямителя регулируемого источника высокого напряжения и первым выводом сглаживающего конденсатора. Второй выходной вывод выпрямителя, питаемого напряжением сети, и вторые выводы накопительного и сглаживающего конденсаторов соединены между собой. Одна вторичная обмотка выходного трансформатора регулируемого источника высокого напряжения первым выводом через соответствующие множительные конденсаторы, а вторым через соответствующие выпрямительные диоды подключена к вторым разноименным силовым электродам высоковольтных коммутаторов и соединена с вторым выводом электрофильтра. При таком подключении полностью отсутствуют накопительные конденсаторы (их роль выполняет емкость нагрузки – электрофильтра). Вторая вторичная обмотка выходного трансформатора через соответствующие выпрямители и фильтрующие дроссели подключена к силовым электродам импульсных вентильных коммутаторов. Подключение импульсных вентильных коммутаторов к электрофильтру осуществляется через два высоковольтных разделительных конденсатора и общую резонансную индуктивность или через высоковольтный разделительный импульсный трансформатор с тремя обмотками и блокировочным конденсатором. При таком построении схемы каждый вентильный коммутатор, формирующий соответственно положительную или отрицательную полярность знакопеременного напряжения, дополнительно является выпрямителем умножителя одного из плеч источника постоянного напряжения питания, а применение высокой частоты, отказ от шести высоковольтных выпрямительных столбов и двух фильтровых высоковольтных с большой электрической емкостью конденсаторов, позволяет снизить инерционность устройства питания, при необходимости, по технологическим особенностям изменения высокого напряжения на электрофильтре (например, при скачкообразных изменениях структуры пылевоздушного потока в электрофильтре, при пробоях, выбросе пыли или когда возникает необходимость быстрого восстановления оптимального значения высокого напряжения), для сохранения или повышения степени пылеочистки. Дополнительное преимущество заключается в том, что амплитуда высокого напряжения в два раза ниже, чем у прототипа. Использование пониженного выходного напряжения высокочастотного трансформатора и заземление вторичной обмотки значительно повышает надежность его работы и снижает себестоимость.

Таким образом, для реализации предложенного устройства, обеспечивающего знакопеременное питание, требуется один регулируемый высоковольтный источник питания переменного напряжения с высокочастотной связью, один высокочастотный трансформатор, два высокочастотных конденсатора, два высоковольтных столба, два электронно-лучевых коммутатора, включенных между источником питания и нагрузкой (электрофильтром). Для получения дополнительного высокочастотного высокого напряжения, наложенного на знакопеременное, используется тот же самый регулируемый высоковольтный источник с высокочастотной связью, тот же трансформатор, но с одной дополнительной обмоткой, два высокочастотных выпрямителя, в частном случае с умножением напряжения, два дросселя, два высоковольтных вентиля, два разделительных конденсатора (или один высоковольтный разделительный импульсный трансформатор с тремя обмотками и одним блокировочным конденсатором).

Для пояснения существа изобретения:

на фиг.1 приведен пример конкретной реализации структурно-принципиальной электрической схемы источника питания, обеспечивающей формирование знакопеременного или импульсно-знакопеременного напряжения, полученного путем наложения импульсного на полуволну знакопеременного напряжения (с конденсаторами связи);

на фиг.2 – структурно-принципиальная схема системы управления (СУ);

на фиг.3 – циклограмма работы основных таймеров СУ;

на фиг.4 – структурно-принципиальная схема, аналогичная фиг.1, но с высоковольтным разделительным импульсным трансформатором;

на фиг.5 – осциллограмма напряжения на нагрузке (электрофильтре).

Регулируемый источник высокого напряжения 1 (фиг.1) содержит на входе выпрямитель 2, со стороны переменного тока подключенный к питающей сети. Между зажимами постоянного тока выпрямителя 2 включен сглаживающий конденсатор 3, а через регулирующий транзистор 4 и дроссель 5 выход выпрямителя 2 подключен параллельно с накопительным конденсатором 6 к входным зажимам силового инвертора 7, выход которого через дроссель 8 подключен к первичной обмотке 9 выходного трансформатора 10 и включенный параллельно ей конденсатор 11. Вторичная обмотка 12 трансформатора 10 через конденсаторы 13, 14 подключена соответственно к катоду и аноду электронно-лучевых вентилей (высоковольтных вентильных коммутаторов) 15, 16. Эти же силовые электроды вентилей 15, 16 связаны между собой через цепочку последовательно соединенных диодов 17, 18. Анод вентиля 15 и катод вентиля 16 через общую катушку индуктивности 19 связаны с первым выводом нагрузки 20 (электрофильтра), второй вывод которой связан с точкой соединения диодов 17, 18. Вторая вторичная обмотка 21 трансформатора 10 через выпрямители с удвоением напряжения 22, 23 и дроссели 24, 25 подключена соответственно к силовым электродам электронно-лучевых вентилей (импульсных вентильных коммутаторов) 26, 27. Анод вентиля 26 и катод вентиля 27 соответственно через разделительные конденсаторы 28 и 29 и общую резонансную катушку индуктивности 30 подключены к первому выводу нагрузки 20 (электрофильтра) и катушки индуктивности 19. Инвертор собственных нужд 31 с накопительным конденсатором 32 на входе и выходным трансформатором 33 подключен через фильтрующий дроссель 34 к выходу выпрямителя 2. Первичная обмотка 35, параллельно которой включен конденсатор 36, связана с ключевыми элементами (транзисторами) инвертора через дроссель 37. Выходные обмотки 38, 39, 40, 41 трансформатора 33 подключены соответственно к подмодуляторам 42, 43, 44, 45 электронно-лучевых вентилей 15, 16, 26, 27. Вторичная обмотка 46 трансформатора 33 подключена ко входу 47 блока управления 48, входы 49 которого подключены к питающей сети. Датчик напряжения на электрофильтре 50 подключен к входу 51 блока управления 48. Датчик 52 напряжения заряда конденсатора 3 подключен к входу 53 блока управления 48. Датчик тока 54 силового инвертора 7 соединен с входом 55 блока управления 48. Точка 0 является общей для датчиков тока 54 и напряжения 52. Датчик 56 тока нагрузки соединен с входом 57 блока управления 48.

Блок управления 48 (фиг.2) содержит:

панель 58 управления инвертором собственных нужд 31;

панель 59 управления силовым инвертором 7;

панель 60 управления регулирующим транзистором 4 источника высокого напряжения 1;

панель 61 управления вентильными коммутаторами 15, 16, 26, 27.

Панель 58 содержит генератор 62, задающий частоту повторения инвертора собственных нужд, связанный с входом «пуск» 63 и выходами 64, 65, 66, 67 блока управления 48 через таймер 68 плавного изменения длительности импульса управления ключевыми элементами (транзисторами) инвертора собственных нужд 31, связанный с элементом 69 уставки максимального значения длительности импульсов управления от таймеров, и усилители 70 фотосигнала. Выходы 64, 65, 66, 67 подключены соответственно к подмодуляторам 71, 72, 73, 74 транзисторов инвертора 31.

Панель 59 содержит таймер 75 выдержки времени включения силового инвертора, подключенный входом ко входу «пуск» 63 блока управления 48, а выходом к генератору 76, задающему частоту повторения импульсов, управляющих силовым инвертором, связанному с выходами 77, 78, 79, 80 блока управления 48 через таймер 81 плавного изменения длительности импульса управления ключевыми элементами (транзисторами) силового инвертора и усилители фотосигнала 82. Панель 59 включает в себя блок управления таймером 83, вход которого связан с входом 55 блока управления 48, элементы измерения напряжения 84 и тока 85 нагрузки, связанные соответственно с входами 51 и 57 блока управления 48. Элемент 86 измерения количества пробоев, определяемых датчиком 56, одним входом связанный с сетевым входом 49 блока управления 48, а вторым входом подключенный к элементу 85 измерения тока нагрузки, выходом подключен к компаратору 87, связанному с элементом 88 уставки числа пробоев. Компаратор 89 подключен к выходу элемента 85 измерения тока нагрузки и к элементу уставки тока 90. Аналогично компаратор 91 связан входами с элементом 84 измерения напряжения и элементом 92 уставки напряжения. Выходы компараторов 87, 89 и 91 через элемент «ИЛИ» 93 и усилитель 94 регулировки длительности импульсов управления ключевыми элементами (транзисторами) силового инвертора связаны с блоком 83 управления таймером 81. Выходы 77, 78, 79, 80 подключены соответственно к подмодуляторам 95, 96, 97, 98 ключевых элементов силового инвертора.

Панель 60 содержит датчик 99 перехода через нуль сетевого напряжения, связанный с выходом 100 блока управления 48, подключенным к подмодулятору 101 транзистора 4, через таймер 102 и усилитель фотосигнала 103. Блок управления таймером 104 соединен с входом 55 блока управления 48.

Панель 61 содержит таймер 105 выдержки времени готовности подмодуляторов и прогрева термокатодов, связанный с входом 63 блока управления 48, выходом подключенный к генератору 106 регулируемой частоты повторения импульсов секундной длительности. Триггер 107, включенный на выходе генератора 106, соответствующими выходами подключен к формирователям импульсов 108 и 109 открытия коммутаторов 15 и 26 соответственно положительной и отрицательной полярности и к формирователям импульсов 110, 111 открытия коммутаторов 15 и 27 соответственно отрицательной и положительной полярности. Выходы указанных формирователей через усилители фотосигналов 112 подключены к выходам 113, 114, 115, 116, связанным соответственно с подмодуляторами 42, 43, 44, 45.

Блок управления 48 содержит также блок 117 переключения питания с сетевого напряжения частотой 50 Гц (вход 49) на питание от инвертора собственных нужд по входным сигналам 53 и 47 блока управления 48.

Во втором варианте исполнения схемы (фиг.4) вместо катушки индуктивности 19 между анодом коммутатора 15, катодом коммутатора 16 и первым выводом нагрузки 20 включена первичная обмотка высоковольтного разделительного трансформатора 118 с двумя вторичными обмотками, каждая из которых заменяет соответствующую последовательную цепь из разделительного конденсатора 28 (29) и дросселя 24 (25). При этом между точкой соединения вторичной обмотки трансформатора 118 с силовыми электродами высоковольтных коммутаторов и вторым выводом нагрузки включен блокировочный конденсатор 119.

Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии все коммутаторы силовой схемы закрыты и напряжение на нагрузке равно нулю.

При включении сетевого питания напряжение подается на клеммы «сеть» силового блока и вход 49 блока управления. Через выпрямитель 2 заряжается конденсатор 3, на коллекторе транзистора 4 появляется сетевое постоянное напряжение. Делитель 52 через канал связи 53 передает информацию о степени зарядки в блок управления 48. Одновременно через дроссель 34 постоянное напряжение поступает на накопительный конденсатор 32 и на транзисторы инвертора собственных нужд 31. Все панели блока управления 48 заряжаются и устройство готово к пуску. Кнопкой «пуск» 63 на блоке управления осуществляется пуск устройства (t₁ – фиг.3). При этом запускаются генератор 62, задающий частоту повторения инвертора собственных нужд 31, панели 58 блока управления 48 и таймеры 105 (панель 61), обеспечивающий задержку импульсов управления высоковольтными и импульсными коммутаторами 15, 16 и 26, 27 на время прогрева их термокатодов, и 75 (панель 59), обеспечивающий задержку времени включения транзисторов силового инвертора 7 пока не зарядится конденсатор 6 силового инвертора до максимально заданного значения, практически равного заряду на конденсаторе 3. Таймер 68 панели 58 блока управления 48 плавно увеличивает длительность импульсов управления транзисторами мостовой схемы инвертора собственных нужд 31. Предельное значение длительности выставляется элементом уставки 69. Полученные импульсы управления после фотоусилителей 70 подаются на световоды (оптоканалы) 64, 65, 66, 67 к соответствующим транзисторам инвертора 31 с высокой частотой (например, 50 кГц). Транзисторы инвертора 31 открываются, и через дроссель 37 на конденсаторе 36 появляется высокочастотное знакопеременное напряжение, подводимое к первичной обмотке 35 силового высокочастотного трансформатора 33. Плавно увеличивающаяся амплитуда напряжения на вторичных обмотках трансформатора 33 поступает на подмодуляторы 42, 43, 44, 45 высоковольтных коммутаторов 15, 16, 26, 27, обеспечивая плавное повышение напряжения накала, смещения, питания фотоприемников оптических каналов 113, 114, 115, 116 и др. После достижения этим напряжением своего номинального значения, выставленного заранее при предварительной настройке, осуществляется выдержка времени, достаточная для прогрева термокатодов, зарядки всех емкостных накопителей подмодуляторов 42, 43, 44, 45 (время t₂ – фиг.3). Далее после выдержки времени таймером 105 включается генератор 106, обеспечивающий частоту повторения высоковольтных импульсов знакопеременного напряжения, коммутаторы 15, 16. Импульсы, благодаря триггеру 107, поочередно поступают на формирователи импульсов 108, 109, 110, 111 управления коммутаторами 15, 16, 26, 27 (положительной и отрицательной полярности). Далее после преобразования их с помощью фотоусилителей 112 в аналогичные им по длительности, но уже световые импульсы поступают на каналы (световоды) 113, 114, 115, 116. Таким образом после (t₂ фиг.3) подается управляющее напряжение на один из подмодуляторов 42 или 43, обеспечивающий открытое состояние коммутатора (вентиля) 15 или 16 по оптическим каналам 116, 115, соответственно. Далее (после времени t₃, фиг.3) от блока управления 48 по световодному каналу 100 подаются на подмодулятор 101 транзистора 4 плавно увеличивающиеся по длительности, например, световые импульсы с низкой частотой повторения, кратной двойной частоте сети (например, 100 Гц), постепенно приоткрывая его. Эти импульсы формируются панелью 60 блока управления 48. Датчик перехода через нуль 99 сетевого питающего напряжения панели 60 обеспечивает синхронно с сетью увеличение амплитуды напряжения на силовом конденсаторе 6 при плавном увеличении длительности импульсов управления таймером 102. Блок управления 104 дает разрешение на увеличение длительности импульса управления, если нет запрета по каналу обратной связи 55. Фотоусилитель 103 формирует световой канал управления 100 транзистором 4. Через дроссель фильтра высокой частоты 5 напряжение поступает на конденсатор 6 накопителя силового инвертора 7 и прикладывается к его транзисторам. Как только напряжение на конденсаторе 6 сравняется с напряжением на конденсаторе 3, коммутатор 6 открывается полностью (время t₄, фиг.3). Далее после времени t₄ через световодные каналы управления 77, 78, 79, 80 начинают подаваться плавно увеличивающиеся по длительности отпирающие импульсы на подмодуляторы 95, 96, 97, 98, вызывающие открывание транзисторных коммутаторов силового инвертора 7 и появление высокочастотного напряжения на конденсаторе 11 через дроссель 8. На первичной обмотке 9 высокочастотного высоковольтного трансформатора 10 появляется высокочастотное переменное напряжение. Высокое напряжение, получаемое с вторичной обмотки 12 трансформатора 10, прикладывается через конденсатор 13, 14, диоды 17, 18, через открытый на данный момент времени вентиль 15 или 16, через высокочастотный дроссель 19 – к нагрузке, имеющей емкостную и активную составляющие. Данные о величине высокого напряжения на нагрузке от высоковольтного делителя 50 по каналу 51, токе нагрузки от датчика 56 по каналу 57 поступают на соответствующие входы блока управления 48. Как только напряжение или ток на нагрузке 20 достигнут заданного значения, длительность импульсов управления по каналам 77, 78, 79, 80 перестает увеличиваться и поддерживается на этом уровне. Если уменьшится напряжение пробоя нагрузки 20 (электрофильтра), то измеряемый ток по каналу 51 увеличится, а длительность импульсов управления в каналах 77, 78, 79, 80 будет уменьшаться до тех пор, пока ток не уменьшится до максимально допустимого, задаваемого уставкой 90, после этого длительность снова будет плавно увеличиваться до нового пробоя и так далее, поддерживая предельно высокое пробивное напряжение на нагрузке 20. Описанные операции осуществляются панелью 59 блока управления 48. Таймер 75 дает разрешение на включение генератора 76, обеспечивающего частоту повторения силового инвертора. Таймер 81 плавно увеличивает длительность импульсов управления транзисторами силового инвертора до уровня, разрешенного блоком управления 83. Полученные импульсы усиливаются фотоусилителями 82 и по каналом 77, 78, 79, 80 подаются на транзисторы силового инвертора 7. Измеряемое высокое напряжение по каналу 51 поступает на компаратор 91 и сравнивается с уставкой 92. Измеряемый ток по каналу 57 поступает на компаратор 89 и сравнивается с уставкой 90. Одновременно с помощью накопителя 86 определяется количество пробоев за заданное время, соответствующий сигнал поступает на компаратор 87 и сравнивается с заданным количеством от элемента 88. Импульсы с выходов компараторов 87, 89, 91 поступают на соответствующие входы элемента 93 «ИЛИ». Появление любого из параметров означает необходимость уменьшения длительности управляющего импульса в транзисторах силового инвертора и, как следствие, уменьшения напряжения на нагрузке 20. Это происходит за счет появления напряжения управления на усилителе 94, который через блок управления таймером 83 обеспечивает уменьшение длительности формируемых блоком 81 импульсов управления транзисторами силового инвертора 7. Усилитель 94 через таймер 81 обеспечивает выдержку времени после включения пуска 63 и выходом на стабильный режим работы (при минимуме потребляемой мощности) инвертора собственных нужд. Это происходит после полного прогрева накальных цепей коммутаторов 15, 16, 26, 27 и полной зарядки всех емкостей подмодуляторов 42, 43, 44, 45.

На второй высоковольтной вторичной обмотке 21 трансформатора 10 также появляется высокое высокочастотное напряжение, которое поступает на схемы удвоения 22 и 23, создавая высокое постоянное положительное напряжение на дросселе 24, аноде коммутатора 26, конденсаторе 28, а на дросселе 25, катоде коммутатора 27 и конденсаторе 29 – отрицательной полярности. После появления первого пробоя и начала работы блока управления 48 в режиме автоматического поддержания максимального напряжения на нагрузке начинает работать устройство на коммутаторах 26 или 27, обеспечивающее генерирование дополнительных высоковольтных импульсов (U_+зпп или U_-зпп, фиг.5), при включенном коммутаторе 15 работает устройство на коммутаторе 26, а при включенном коммутаторе 16 работает устройство на коммутаторе 27.

Коммутаторы 15, 16, 26, 27 могут быть как на основе электронно-лучевых, так и на основе полупроводниковых приборов (на фиг.1 и 4 показано пунктиром). Через некоторое время (t₅ на фиг.3), определяемое двумя – тремя периодами работы коммутаторов 15, 16, питание блока управления 48 переходит от дополнительной обмотки 46 трансформатора 33 питания собственных нужд, при этом сетевое питание отключается. Эта функция осуществляется блоком переключения 117 блока управления 48. Контроль тока, потребляемого силовым инвертором, осуществляется токовым шунтом 54 по каналу 55. При превышении допустимого значения тока сначала уменьшается длительность импульсов управления транзисторами силового инвертора 7, а затем, если ток не уменьшается, то отключается коммутатор 4. Далее после выдержки времени осуществляется автоматический повторный пуск силовой части схемы.

Таким образом, задача блока управления 48 (фиг.2) – обеспечение работоспособности всех систем высоковольтного устройства, осуществляется путем:

– выработки управляющих импульсов;

– удержания иерархии времени задержек таймерами;

– диагностики и автоматического отслеживания максимального значения амплитуды высоковольтных импульсов, согласно заданному алгоритму управления.

Работа схемы по второму варианту (фиг.4) аналогична рассмотренной выше (фиг.1).

Форма напряжения на нагрузке (фиг.5) не зависит от типа электрической схемы (фиг.1 или фиг.4) и представляет собой знакопеременное высокое напряжение, на которое наложено высокочастотное импульсное. Перемена полярности с отрицательной на положительную способствует погасанию «обратной короны» при пылеулавливании в электростатическом фильтре и самоотряхиванию осадительных электродов, длительность рабочей полярности (отрицательной или положительной) определяется характером улавливаемой пыли, ее удельным электрическим сопротивлением, влажностью, дисперсионностью, химическим составом и др. физико-химическими характеристиками.

Высоковольтный источник питания с высокочастотной связью обеспечивает поочередное регулирование амплитуды высокого напряжения отрицательной или положительной полярности, подаваемого на электрофильтр, содержит высоковольтный повышающий трансформатор. Вторичная высоковольтная обмотка трансформатора соединена через конденсаторы со схемами удвоения напряжения каждой из полярностей, где функции второго выпрямительного столба схемы удвоения выполняет электронно-лучевой вентиль, а выходного конденсатора – собственная электрическая емкость электрофильтра, резистора – собственное электрическое сопротивление пылегазового потока.

Управление работой устройства осуществляется посредством: импульсных трансформаторов, световодов, оптронов или др. устройств, обеспечивающих гальваническую развязку системы управления.

Амплитуда высокого напряжения знакопеременного питания каждой из полярностей регулируется путем изменения длительности управляющих импульсов, поступающих на транзисторные коммутаторы регулируемого источника высокого напряжения с высокочастотной связью, в цепи первичной обмотки высоковольтного высокочастотного трансформатора. Индуктивность дросселей 5, 8, 19, 24, 25, 34, 37 в устройстве питания способствуют уменьшению уровня высокочастотной составляющей импульсного напряжения на нагрузке.

Силовой выпрямитель обеспечивает выпрямление сетевого напряжения, которое подается на «мостовую» схему высокочастотного инвертора источника питания с высокочастотной связью. Включение транзисторов осуществляется попарно таким образом, чтобы через первичную обмотку высоковольтного трансформатора проходил ток переменного направления.

Амплитуда напряжения на электрофильтре постоянно измеряется с помощью высоковольтного делителя. Блок управления дает команду на прекращение увеличения длительности импульса управляющего силовыми транзисторами инвертора, таким образом ограничивая дальнейший рост напряжения. Аналогично работает устройство ограничения максимального тока. При равенстве напряжений от внешней настройки, величине напряжения, пропорционального напряжению на нагрузке или току, блок управления выдает сигнал прекращения увеличения длительности импульса управления транзисторами. Блок управления обеспечивает накопление импульсов пробоя в электрофильтре путем преобразования количества импульсов в напряжение. Если количество импульсов больше заданных, то это также способствует прекращению увеличения длительности импульса инвертора.

Все измеряемые параметры поступают в блок управления, благодаря чему осуществляется ограничение максимального значения амплитуды по любому из параметров, то есть выполнение одновременно одного из трех ограничений, доминирующих при ограничении длительности импульса инвертора: по напряжению, току или числу пробоев.

Формула изобретения

1. Устройство для питания электрофильтра, содержащее регулируемый источник высокого напряжения с накопительным конденсатором, регулятором, выпрямителем и выходным трансформатором, два высоковольтных вентильных коммутатора, подключенных первыми разноименными силовыми электродами через общий дроссель к первому выводу электрофильтра, два импульсных вентильных коммутатора, цепь из последовательно соединенных первыми выводами резонансной катушки индуктивности и первого разделительного конденсатора, подключенного вторым выводом к катоду одного из импульсных вентильных коммутаторов, датчик напряжения на электрофильтре и блок управления, подключенный соответствующими выходами к управляющим входам высоковольтных и импульсных вентильных коммутаторов и регулятора регулируемого источника высокого напряжения, а входом соединенный с выходом датчика напряжения на электрофильтре, отличающееся тем, что в него введены второй разделительный конденсатор и два инвертора, выполненных на управляемых ключевых элементах, один из инверторов включен в схему регулируемого источника высокого напряжения, к выходу этого инвертора подключена первичная обмотка выходного трансформатора регулируемого источника высокого напряжения, между входными выводами инвертора включен накопительный конденсатор, причем первый входной вывод инвертора через последовательную цепь из дросселя и регулятора соединен с первым выходным выводом выпрямителя регулируемого источника высокого напряжения, со стороны переменного тока подключенного к питающей сети, и первым выводом сглаживающего конденсатора, при этом второй выходной вывод выпрямителя и вторые выводы накопительного и сглаживающего конденсаторов соединены между собой; первый вывод первой вторичной обмотки выходного трансформатора регулируемого источника высокого напряжения через соответствующие конденсаторы подключен ко вторым разноименным силовым электродам высоковольтных вентильных коммутаторов, соединенным между собой через цепочку двух последовательно согласно соединенных диодов, точка соединения которых подключена ко второму выводу электрофильтра и второму выводу первой вторичной обмотки выходного трансформатора регулируемого источника высокого напряжения; вторая вторичная обмотка выходного трансформатора регулируемого источника высокого напряжения через соответствующие выпрямители и фильтрующие дроссели подключена к силовым электродам импульсных вентильных коммутаторов; второй разделительный конденсатор включен между точкой соединения первого разделительного конденсатора и резонансной катушки индуктивности и анодом второго импульсного вентильного коммутатора, а второй вывод резонансной катушки индуктивности соединен с первым выводом электрофильтра; второй инвертор с выходным трансформатором и накопительным конденсатором на входе подключен входными выводами через защитный дроссель и выпрямитель к питающей сети, причем вторичные обмотки выходного трансформатора второго инвертора подключены соответственно к цепям управления высоковольтных и импульсных вентильных коммутаторов; при этом в устройство введены датчик тока нагрузки, датчик тока первого инвертора и датчик напряжения на сглаживающем конденсаторе, выходы датчиков подключены к соответствующим входным выводам блока управления, а в блок управления введены панели управления инверторами, соединенные с соответствующими выходными выводами блока управления, подключенными к управляющим входам ключевых элементов соответствующих инверторов, причем блок управления выполнен с возможностью подключения выходов введенных датчиков.

2. Устройство для питания электрофильтра, содержащее регулируемый источник высокого напряжения с накопительным конденсатором, регулятором, выпрямителем и выходным трансформатором, два высоковольтных вентильных коммутатора, два импульсных вентильных коммутатора, датчик напряжения на электрофильтре и блок управления, связанный соответствующими выходами с управляющими входами высоковольтных и импульсных вентильных коммутаторов и регулятора регулируемого источника высокого напряжения, а входом соединенный с выходом датчика напряжения электрофильтра, отличающееся тем, что в него введены высоковольтный разделительный трансформатор и два инвертора, выполненных на управляемых ключевых элементах, один из инверторов включен в схему регулируемого источника высокого напряжения, к выходу этого инвертора подключена первичная обмотка выходного трансформатора регулируемого источника высокого напряжения, между входными выводами инвертора включен накопительный конденсатор, причем первый входной вывод инвертора через последовательную цепь из дросселя и регулятора соединен с первым выходным выводом выпрямителя регулируемого источника высокого напряжения, со стороны переменного тока подключенного к питающей сети, и первым выводом сглаживающего конденсатора, при этом второй выходной вывод выпрямителя и вторые выводы накопительного и сглаживающего конденсаторов соединенных между собой; первый вывод первой вторичной обмотки выходного трансформатора регулируемого источника высокого напряжения через соответствующие конденсаторы подключен к первым разноименным силовым электродам импульсных вентильных коммутаторов, соединенных между собой через цепочку двух последовательно согласно соединенных диодов, точка соединения которых подключена к первому выводу электрофильтра; вторые разноименные силовые электроды высоковольтных вентильных коммутаторов через первичную обмотку высоковольтного разделительного трансформатора подключены ко второму выводу электрофильтра; вторая вторичная обмотка выходного трансформатора регулируемого источника высокого напряжения через выпрямитель и соответствующие вторичные обмотки высоковольтного разделительного трансформатора подключена к силовым электродам импульсных вентильных коммутаторов, при этом между точкой соединения вторичной обмотки высоковольтного разделительного трансформатора и первым выводом электрофильтра включен блокировочный конденсатор; второй инвертор с выходным трансформатором и накопительным конденсатором на входе подключен входными выводами через защитный дроссель и выпрямитель к питающей сети, причем вторичные обмотки выходного трансформатора второго инвертора подключены соответственно к цепям управления высоковольтных и импульсных вентильных коммутаторов; при этом в устройство введены датчик тока нагрузки, датчик тока первого инвертора и датчик напряжения на сглаживающем конденсаторе, выходы датчиков подключены к соответствующим входным выводам блока управления, а в блок управления введены панели управления инверторами, соединенные с соответствующими выходными выводами блока управления, подключенными к управляющим входам ключевых элементов соответствующих инверторов, причем блок управления выполнен с возможностью подключения выходов введенных датчиков.

РИСУНКИ