高压电源精选(九篇)

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第1篇：高压电源范文

【关键词】智能功率模块;脉宽调制;调压调频;单片机

引言

IPM智能功率模块集成了门极驱动和短路、过流、欠压以及过热等保护功能，可使逆变电路在较高频率下工作，具有结构紧凑、性能稳定、驱动简单效率高等优点。采用IPM智能功率模块和PWM脉宽调制技术研制了一台单相的调压调频中频高压电源。电源可为一电容极小的电极间提供幅值为0～10kV、频率为8～10kHz的电压。

1.系统结构

系统结构见图1，其主回路为交流―直流―交流的电压型变频电路，由调压模块、低频整流滤波模块、IPM逆变模块、中频滤波模块、变压器升压模块以及高压整流模块等组成。

图1 系统结构示意图

控制系统采用89C52单片机和PWM专用控制芯片SG3524。单片机系统对系统电路中出现的过压、过流及短路等故障进行检测和控制，若系统出现故障，单片机立即发出故障信号封锁PWM芯片SG3524的输出，并显示故障标志。PWM芯片SG3524输出一对互补的脉宽调制信号，经过光耦隔离后形成两对互补的脉宽调制信号去触发IPM。

2.脉宽调制电路

脉宽调制电路如图2所示，采用Silion General公司生产的PWM芯片SG3524。此芯片内部具有5V、50mA的基准电压及短路保护电压稳压器，为内部电路提供电源及外部基准。它还提供了一个稳定的振荡器，其频率由外接电阻R和外接电容C设置，f=1.1/RC。将SG3524芯片内部误差放大器接成射极跟随器的形式，即将1脚和9脚相连，则补偿端9（即误差放大器和限流放大器的输出端）的电压与输入端2的电压相同。

从基准电压端16脚通过调节Rp获一理想的电平信号，将此信号加到SG3524的2脚上，与SG3524内部产生的锯齿波调制信号比较后，得到一对反相的脉宽调制信号，再经光耦隔离得出所要的四路脉宽调制信号。

图2 脉宽调制电路

3.控制电路与智能功率模块IPM的连接

IPM智能功率模块选用三菱公司生产的PM10CSJ060。PWM脉宽调制信号与PM10CSJ060的连接如图3所示。

PM10CSJ060内部有6个IGBT单元，因制作单相电源，只需4个单元即可。选用了U、V两相的控制输入与输出端。图中2脚（UFO）、6脚（VFO）和18脚（FO）为故障输出信号（即过流、短路、欠压和过热等），将这些信号送入89C52单片机中。当故障发生时，89C52单片机将显示故障标志并立即封锁PWM芯片SG3524的输出，起到快速保护的作用。

图3 脉宽调制信号与PM10CSJ060的连接图

4.故障报警电路

故障报警电路如图4所示，由ATMEL公司的89C52单片机作为控制核心。输入的故障信号有两类：一类是主回路过压过流信号，另一类是智能功率模块的故障信号（短路、过流、欠压、过热等）。当单片机检测到有故障信号时，将立即封锁SG3524的触发输出，同时输出声光报警，为了保证系统的可靠性，应将主回路的输入电压切断，查出故障并排除后，再接通主回路。

图4 单片机组成的故障报警电路

5.输出回路

IPM输出电压经过L和C滤波后送到中频变压器TP升压，再经全波整流后送往负载。为了使输出波形达到要求，在输出端并联一个电阻R0，其阻值应选择合适。若R0很大，将导致放电时间常数R0C0（C0为输出端分布电容）很大，使得输出电压不能降到零。若R0太小，会导致R0上消耗的功率过大。

6.仪器性能及结论

由上述原理和方法，制作了一台单相调压调频高压电源，其主要技术指标如下：

输入电压：50 Hz，AC200～240V。

输出电压、频率：单相正弦半波电压峰值0～10 kV可调;频率8～10kHz可调。

过载能力：120%，10min。

负载性质：很小的电容或很大的电阻。

使用环境：温度为-10～+35℃，相对湿度<85%。

此电源具有性能稳定、控制简单、操作方便和成本低等优点，使用效果良好。

参考文献

[1]万福君，潘松峰.单片微机原理系统设计与应用，中国科技大学出版社 2004.

[2]沙占友，蔡宣三.开关电源的原理与设计，电子工业出版社，1998.5.

[3]刘胜利，高频开关电源实用新技术，机械工业出版社，2005.

第2篇：高压电源范文

【关键词】VB6.0；串口通信；通道选择；电压大小

1.引言

近年来，51单片机凭借其极高的性价比越来越多的在工业过程控制和智能式仪表中得到广泛的应用。但由于其本身资源有限，在一些复杂过程或功能较多的控制中就难以满足要求，需要将单片机的数据送到上一级的微机进行处理。因此实现上位机（PC机）与下位机（单片机）之间的数据可靠通信是必须解决的主要问题之一，在数据传输量不大的情况下，按照标准进行串行通信越来越多的服务于各种应用系统中[1—3]。

2.主要控件（MSComm控件）介绍

VB6.0的MSComm通讯控件的一些基本特性：为应用程序提供了通过串行接口收发数据的简便方法。具体的说，提供了两种处理通信问题的方法，即事件驱动方式和查询方式。本文介绍的是事件驱动方式。

3.界面关键模块功能设计

界面设计的主要功能：能够实现通道选择，输入电压大小转换成数字电位器抽头位置，同时能够实现上位机和下位机的通信。

（1）发送数据软件设计

结合MSComm的属性，编写了串口通讯的代码。

串口的初始化程序：

‘打开串口

If MSComm1.PortOpen=False Then

MSComm1.PortOpen=True

End If

‘设置串口的波特率，校验位，数据位，停止位等

MSComm1.Settings="9600，n，8，1"

‘设置串口接收字节的长度

MSComm1.InputLen=0

‘设置握手方式

MSComm1.RThreshold=1

‘设置输入的数据的格式

MSComm1.InputMode=comInputMode—Binary

在系统加载的时候，串口的初始化就开始了。然后在主界面中，开始数据的发送操作、数据保存等等[4]。

（2）通道选择程序（按0—31按钮，可以选中相应通道）：

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）设置电压大小程序（输入0—1200内任意数值，可转化为数字电位器抽头的位置）

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.界面的使用方法及说明

多通道高压电源界面图如图1所示。

下面是多通道程控高压电源使用说明（调节具体通道电压大小的正常工作步骤）：

第一步：打开串口，设置串口参数。

第二步：首先选择通道，单击（0—31）数字按钮，将会在发送栏出现该数字，并自动附上一个“，”。

第三步：输入要求的电压值。

第四步：按“确认输入键”，将会在发送栏出现相应比例的值。如果值正确，则按发送；如果不正确，或者要修改，请按“清除输入键”。发送完毕后单片机将发回反馈到反馈窗口。

5.结语

此上位机软件在多通道高压电源系统中得到了良好的验证。在操作过程中，用户可以直接在软件界面上设置所要选择的通道数和要求的电压大小，发送数据，即可成功实现下位机成功实现通道选择和具体电压大小的输出。

参考文献

[1]胡或，闫宏印.VB程序设计[M].北京：电子工业出版社，2001：231—251.

[2]胡玉良，董冠军.基于51单片机的上位机软件设计[J].山西冶金，2009，1（32）：59—61.

第3篇：高压电源范文

【关键词】高压电器设备 自动化控制 电气调试技术

在社会经济的推动下，我国的高压电器设备得到了较大发展，各类配套技术也有了一定进步，给高压电器设备的正常运作带来了较大便利。虽然我国高压电器设备的性能越来越高，但是在实际运作中，由于高压电气设备在运作时会存在较大电流，一旦受到外部冲击很容易出现各种故障。因此，技术人员需将自动化控制以及电气调试技术合理应用到高压电器设备中，并适当调节，以维持高压电气设备的安全运作。

1 高压电器设备的自动化控制原理

1.1 直接启动

在实际运作中，高压电器设备主要有两种启动方式，一种是直接启动，另一种是变频启动，因此，在对高压电器设备进行自动化控制时，可以从这两方面着手。在对高压电器设备的直接启动进行控制时，技术人员可以对零序电流以及电TA的采样电路进行有效应用，在这种情况下，高压电器设备中的电流会被转移到综合保护控制器中的信号输入端，而且这些电流还包含着一些漏电电流。在综合保护控制器的作用下，技术人员可以实时了解高压电器设备的运作情况，并根据相应问题采取有效的解决措施，从而维持高压电路控制器的正常运作。当综合保护控制器出现一些问题时，包括短路、电流过大、漏电等故障，技术人员可以对真空接触器进行应用，切断高压电器设备中的电源，并对相关运作数据进行仔细分析，传送相关信息至综合保护控制器中，通过声光报警装置进行实时监控，从而及时发现存在的各种问题，并采取有效的应对措施进行解决。如果高压电器设备出现故障，技术人员就可以判定综合保护控制器中相应程序出现了问题，由于真空接触器合闸动作不能正常进行，高压电器设备也就难以维持稳定。因此，技术人员可以通过这种原理对高压电气设备的直接启动进行控制。

1.2 变频启动

在对高压电器设备的变频启动进行控制时，技术人员可以对高压变频器予以应用。在二级管中并联一定的电流高压，并通过三相高压中的交流电进行整合操作，进而产生相应的高压直流电，而在高压直流电的作用下，绝缘栅中的双极性高压开关管会进行碰撞运动，进而产生三相交流高压电源。技术人员可以通过电抗器对三相高压电源进行操作，从而产生三相正弦波流电，这种交流电能够进行变频，维持高压电器设备的稳定运作，并提高高压电器设备的安全性。因此，技术人员可以通过高压变频器中的计算机对绝缘栅的双极性高压开关管的开与关进行控制，并对高压交流电的增幅水平进行调节，从而更好保障高压电器设备的安全运作。在高压电器设备运作过程中，技术人员主要根据高压电器设备的停车情况判断计算机中相应程序和高压滤波电容中的IGBT管的碰触效果，当高压电器设备出现停车情况时，整流电容中会出现一定的残余电流，主要采取放电电阻进行处理，放电结束后，高压电源中的指示灯会呈现熄灭状态，从而有效保障高压电气设备运作的安全性。

2 高压电器设备的电气调试技术

电气调试技术能够较好维持高压电器设备相关参数的准确性，并保障各部件的良好性，从而促进高压电器设备正常运作。在高压电器设备中，存在着多种关键部件，包括高压变频器、综合保护控制器等，这些部件的稳定性与高压电器设备的安全度有着紧密联系，所以技术人员必须对高压电器设备的调试范围进行明确。在对高压电器设备中综合保护控制器的相关参数进行设置时，技术人员必须对出厂说明书及相关规范进行明确，根据实际情况进行准确设置，确保相应参数的合理性，能够较好保障综合保护控制器的正常运作。在实际调试过程中，技术人员必须对高压电器设备的验收规定进行明确，对高压耐压前后的绝缘电阻进行主准确测量。一般情况下，当设备中摇表转速大致为18-55s左右，整体转速大致为110r/m时，技术人员就可以对相应数值进行记录，并对阻值吸收比进行计算，从而对高压耐压前后的绝缘电阻问题进行有效解决。一般情况下，在绝缘电阻测量过程中易出现高压反冲现象，因此，技术人员可以舍弃试验笔表，对摇表转速进行下调操作，以维持电阻摇表的稳定性。为了确保调试正常进行，技术人员须通过高压真空接触器对合闸线圈以及分闸线圈进行有效控制，并对分闸中的电压以及合闸线圈中的相关系数值进行记录，进而更好地对主触点中的直流电阻以及各触点中的端口耐压进行控制，从而完成整个调试内容。在电气调试中，技术人员须进行多种试验，包括高压耐压试验、三相直流电阻试验、绕组极性试验等，从而获取相关调试参数，对各种部件的运作情况进行准确了解，这样才能更好地解决存在的各种问题，维持高压电气设备的正常运作。

3 结束语

高压电器设备在许多方面都有着重要作用，给人们的生活带来了极大便利，但是在实际情况中，基于高压电器设备自身特性，其运作过程出现了较多隐患。因此，为了更好地保障高压电器设备的稳定运作，技术人员必须对高压电器设备的特性进行合理分析，将自动化控制以及电气调试技术合理应用到高压电器设备中，这样才能实时了解高压电器设备的运作情况，并及时解决存在的各种问题，从而保障高压电器设备的安全性。

参考文献

[1]宋治国.高压电器设备的自动化控制原理及电气调试技术浅析[J].中华民居，2013，（27）：321-322.

[2]高成龙.高压电器设备的自动化控制原理及电气调试技术[J].科技展望，2015，（18）：100-101.

[3]王洪，王伟.高压电器设备自动化控制原理及电气调试技术探微[J].中国电子商务，2013，（23）：232.

第4篇：高压电源范文

【关键词】电除尘；含氧量；解决

0 前言

燃气轮发电机组具有高效、清洁、启动快等特点，广泛应用于电网调峰，近几年来在钢铁行业装机数量逐渐上升，机组多为进口，具有自动化程度高，操作简单，但运行经验和数据较为匮乏，可以借鉴的案例非常少，面对运行维护中出现的问题需要从各个方面分析成因，找出问题的症结，然后对症下药，制定出具体的解决问题的方法。涟钢自2007年以来先后引进了3套由日本三菱重工生产的M251S型燃气轮发电机组，采用燃气蒸汽联合循环（简称CCPP）方式运行，其工艺流程是将经过电除尘装置净化除尘后的高炉煤气经煤气压缩机加压，与通过燃机同轴的空压机压缩后送至燃烧室的空气混合燃烧，生成高温、高压的气体，经燃气透平机膨胀做功，推动燃气透平带动燃机本体设备与发电机高速旋转做功；从燃气透平中排出的高温气体通过余热锅炉加热给水，产生高温、高压蒸汽驱动汽轮发电机组发电。机组运行至今，先后出现过许多典型案例，案例涉及到多个传统专业，技术涉及面广且深，因此，正确的判定案例的成因，及时消除设备隐患，直接影响到机组的安全运行和企业的经济效益。

1 含氧量与燃机要求

燃气轮发电机组对高炉煤气的要求较高，主要包括热值、压力、含氧量及其相应的波动幅度，其中煤气氧浓度的高低直接影响到电除尘装置和燃气管道的运行安全，如果高炉煤气氧浓度超过定值，在通过电除尘高压电场极易引发爆炸。为此，在电除尘装置入口前方安装了一套能连续在线测量且测量响应时间很短的氧量仪，用于实时监控高炉煤气管道中的氧浓度，测得的实时数据送往燃机控制系统进行判别，设置有预警（0.5%）、报警（1.0%）、紧急停机（1.2%）等多个级别的联锁控制逻辑，确保高炉煤气氧浓度超标时立即退出电除尘装置，联锁燃机停机。

电除尘与含氧量的关系及分析

电除尘装置原理

日本三菱M251S型燃机采用了水平流动型湿式电除尘器，由煤气总管过来的高炉煤气通过入口喉板上安装的燃气分配板，均匀的分配到电除尘器的各个通道，通道中安装有用于发生负电晕的放电电极和吸引带电颗粒的集尘极板，通电后，放电电极与集尘极板之间形成一定强度的静电场，煤气流经通道时，放电电极放电，使煤气中的固态或液态颗粒带电，带电的粉尘颗粒在电场力的作用下吸附到集尘极板上，然后通过连续的清洗水对积尘电极进行冲洗，在极板上形成连续的液膜，使粉尘随着冲刷液的流动而清除。电除尘装置内部安装有绝缘加热装置与高压电源装置，绝缘加热装置用于加热放电电极绝缘支撑，确保绝缘体表面干燥，防止放电电极通电时发生短路现象；高压电源装置用于将交流电升压整流，为放电电极与集尘电极提供高压直流电源，制造除尘时需要的静电场。

高压直流电源主要参数：

输出电压：DC 50kV

输出电流：900mA

控制逻辑

电除尘装置在运行中的主要操作是对绝缘加热器与高压电源的操作，其相关运行要求与控制逻辑如下：

1）电除尘装置绝缘加热器在高压电源投运前必须连续运行6小时；

2）高压电源启动为手动启动，在燃机启动前必须先期投入运行；

3）高压电源在燃机运行过程中的停运分为正常停运与非正常停运，均由程序自动控制。正常停运为燃机停机指令发出后30分钟自动停运高压电源，非正常停运发生以下任一条件成立时自动停运高压电源：

在线式氧浓度检测仪测得浓度超过1.0%时自动停运高压电源；

PLC电池电量低或故障；

可控硅温度失效或其熔断器故障；

电源故障或其熔断器故障；

风扇故障或其熔断器故障

故障现象

由于我们公司的燃机以高炉炼铁产生的高炉煤气为主燃料，高炉检修或停产期间，高炉煤气供应不足，燃机停机次数较多。燃机停机一段时间后，均会出现管道内高炉煤气含氧量上升的现象，有时甚至触发氧浓度高报警（>1.2%），而三菱要求煤气管道极限浓度必须低于3.7%，否则将引起管道爆炸。

原因分析

根据煤气管道的工艺流程，我们先后排除了吹扫用压缩空气漏入煤气管道，煤气冷却水和低压氮气带有空气混入煤气管道等可能引起煤气中氧浓度上升的因素，最终疑点落在了电除尘高压电源装置上。

由于电除尘的基本原理是将待处理气体持续流经电除尘内部的高压静电场，利用物质在高压静电场中会发生物理电离的特点，分离气体与其中所含的粉尘颗粒。在燃机停机后，由于管道内气体流动基本处于静止状态，滞留在高压静电场内的气体成分发生电离，出现游离的氧原子，而氧原子的氧化性非常强，氧原子之间的碰撞很容易产生较为稳定的氧分子和臭氧，因此引起煤气中氧浓度上升。

实验方法

为证实高压静电场内气体可能发生电离引起氧浓度上升，同时确保实验条件相同和实验数据的有效性，我们利用公司两台燃机4次正常停机的机会分别进行实验。如图1所示，燃机停机后煤气管道内的煤气为接近静止的状态，燃机高速盘车时煤气将在虚线范围内的管道中快速循环流动。第一次实验是利用公司3号燃机停机的机会，进行高压电源运行状态下与管道内煤气氧浓度关系的实验，燃机正常停机后，维持高压电源运行，每隔一段时间进行一次高速盘车，高速盘车同时将管道内煤气快速循环流动，利用循环回路中电除尘入口的氧浓度光谱分析仪对管道内煤气的含氧量进行在线成分分析，记录每次高速盘车结束后的测量数据，此时的数据为管道内煤气充分混合的数据；第二次实验是利用公司3号燃机运行一段时间后再次停机的机会进行的，燃机正常停机后立即停运高压电源（期间高压电源有10分钟的运行时间），然后按第一次实验的方法进行记录。为排除其他方面因素的影响，我们又利用公司1号燃机的两次停机机会进行了同样的实验。

结果分析

由上图公司1号、3号燃机的实验数据曲线可看出，煤气含氧量与电除尘装置高压电源存在以下关系：

1）实验表明，停机后煤气管道内的氧浓度随着电除尘高压电源运行时间的增长而增高。图2中1号燃机两次实验开始时的氧浓度为0.0070±0.0005%，在停机后转速到达零转速时停运高压电源的实验中，75分钟后测得的煤气含氧量为0.0282%；而在停机后不停运高压电源的实验中，75分钟后测得的煤气含氧量为0.3642%。图3中3号燃机两次实验开始时的氧浓度为0.0010±0.0005%，在停机后转速到达零转速时停运高压电源的实验中，75分钟后测得的煤气含氧量为0.0442%；而在停机后不停运高压电源的实验中，75分钟后测得的煤气含氧量为0.4728%。对两台燃机的四次实验进行对比，可以看出在停机期间，同样的情况下启动电除尘装置高压电源会引起煤气含氧量的显著上升，原因是由于高压静电场的作用，使处于电场中的气体发生了电离，分解出氧原子，氧原子的结合产生了氧气，致使管道内氧浓度升高。

2）实验同时表明，燃机停机后高压电源运行时间越长，煤气中含氧量上升速度越快。以图2中1号燃机为例，1号燃机高压电源运行30分钟后煤气含氧量变化速率为0.00084%/min，45分钟时变化速率为0.003389%/min，60分钟时变化速率为0.003517%/min，75分钟的变化速率为0.004853%/min。由此可看出，在停机期间，随着高压电源运行时间的增加，会引起电场内气体电离速度加剧，氧浓度快速上升。

实验所测得数据为燃机高速盘车后煤气充分混合的氧浓度，电除尘的有效容积约为回流管道的1/3，按照气体浓度与气体体积的对应关系可知，高速盘车前电除尘装置内的氧浓度约为混合后浓度的3倍，约为1.09～1.42%左右。

同时，我们在对停机过程中长时间启动电除尘装置高压电源进行点检时发现，电除尘内部有爆鸣声，说明电除尘内部环高压电极间的局部区域存在火花放电，短路次数的增加将引起电极寿命缩短，同时随着氧含量的迅速上升，如果电除尘内部氧浓度达到极限值3.7%将引起电除尘爆炸。

2 改进完善

为降低燃机停机后电除尘装置对管道内煤气氧浓度的影响，我们对燃机及电除尘运行做了如下改进措施：

1）修改电除尘自动停运高压电源的控制逻辑，将高压电源自动停运的条件燃机停机30分钟后自动停运高压电源改为燃机停机后转速降至3转（低速盘车转速）时自动停止高压电源运行，使燃机停机后及时停止高压电源，以缩短燃机低转速下，回流管道内煤气流动基本静止的情况下高压电源的运行时间。

2）修订电除尘高压电源运行规程

（1）要求运行人员严格控制高压电源运行时间，缩短高速盘车前人工启动高压电源的时间，禁止高盘前高压电源持续运行超过5分钟；

（2）燃机停机后在线氧量仪测得浓度高于1%时禁止启动电除尘高压电源，须在电除尘后进行煤气放散，直至氧浓度低于0.5%才允许投入电除尘高压电源；

3）定期对在线式氧量仪进行标定，确保氧浓度测量的准确性。

3 结语

自本案例问题出现到解决历时近4个月，案例中出现的各种现象和问题，除了要求具备系统的思维方式、方法，对待问题耐心、坚持不懈的工作作风，还需具备思维大胆创新，学识面广等要求。

【参考文献】

[1]朱占发，周鄂庭.首阳山670t/h调峰锅炉调峰性能试验研究[J].东方电气评论，1995（02）.

第5篇：高压电源范文

关键词:物理创新 静电除尘 四级管式

中图分类号:O4 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)06(c)-0201-01

1907年,科特雷尔(Cottrell)首先将静电除尘技术用于净化工业烟气获得成功。如今,静电除尘器已广泛应用于钢铁工业、有色冶金、建材工业、电力工业、化学工业、轻纺工业以及其他工业领域乃至民用领域。统计资料表明,自1955年至现在,应用静电除尘器处理工业烟气量大致呈指数增长。随着对环境保护要求的日益严格,可以预计静电除尘器的应用会得到更迅速的提高和发展。这也是我们提出这个创新实验的一个实用目的。

1 原理

电除尘器是利用强电场使气体电离,由于强电场的作用而使气体电离,气流中的尘粒与自由电子、负离子碰撞而结合在一起,达到粉尘荷电,最后在电场力的作用下,粉尘将会从气体中被分离出来,达到除尘效果。利用静电使粉尘分离须两个基本条件:一是存在使粉尘荷电的电场;二是存在使荷电粉尘颗粒分离的电场。一般的静电除尘器采用荷电电场和分离电场合一的方法,放电机的金属棒接高压直流电源的负极,集电极接地为正极。如图1所示。

电除尘器比较多,常用的有管式和板卧式两种。板卧式电除尘器由若干个独立的单元(电场)组成。管式电除尘器,是将金属圆筒作为集电极。在管心悬挂一根金属线作为放电级,称作电晕线。我们做的是管式电除尘器,如图2所示。

2 设计过程

我们的目的是制作一个四级管式电除尘器,并能观察到每级的除尘效果。在实验中我们使用了长形PVC塑料管,直角PVC三角管,玻璃管,铜棒,铜管,绝缘体圆片,电源线,直流高压电源等设备。铜棒的长度大概是38cm左右,直径5mm左右,用来做电晕极,接高压电源的负极。铜管的长度大概是35cm左右,厚度为2mm,内径为37mm,用来做集电极,接高压电源的正极。PVC管长度为38cm,内径为38mm,恰好可以外套住铜管。一方面可以用来绝缘;另一方面可以用来固定铜管。绝缘体圆片的直径和PVC管等长,中间有个圆孔,让铜棒探出,用于接导线。而集电极的引线我们是贴在铜管上面,然后在直角三角管边上开个小孔,将线引出来,然后再用胶水将孔封住。玻璃管外径等于PVC管的内径,套在三角管内,可以用来观察每级的除尘效果。图3为设计图。图4为实物图。

第6篇：高压电源范文

关健词：压电陶瓷；自动控制；稳定电源

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

中途分类号：TF762+.6文献标识码：A文章编码：

本仪器硬件电路包括CPU部分、D/A转换、运放电路、信号发生电路、驱动电路、反馈、隔离电路等, 原理框图见图1

图1

由原理框图可见，从CPU发出的数字量经D/A转换后，进行运算放大，放大后的电压量驱动信号发生电路，产生的信号经放大后驱动负载，最后由反馈隔离电路反馈回CPU，进行输出调整，使输出满足负载的电压要求。具体电路如图2所示。

图2

一、CPU电路

如图3所示，

图3

CPU电路主要包括晶振和复位电路，如上图所示。

二、D/A转换

D/A转换电路说明：

图4

如图4所示，R-A、R-B、R-C、R-D接5V基准电压输入，时钟接CPU的P1.1口，LOAD接P1.0口，LDAC接P1.3口，从CPU送出的信号经串行数据接口6脚输入，TLC5620的串行输入选择位A1、A0分别为0、0，即选择DAA为模拟输出通道。然后经放大电路放大。

具体过程如下：

当LOAD为高电平时,数据在CLK每一下降沿由时钟同步送入DATA端口,一旦所有的数据位送入,LOAD变为脉冲低电平以便把数据从串行输入寄存器传送到所选择的DAC.如果LDAC为低电平,所选择的DAC输出电压更新且LOAD变为低电平.而在串行编程期间内LDAC为高电平,新数值被LOAD的脉冲低电平打入第一级锁存器后,再由LDAC脉冲低电平传送到DAC输出.数据输入时最高有效位(MSB)在前. 表1列出A1和A0位以及被更新DAC的选择.RNG位控制DAC输出范围.当RNG为低电平时,输出范围在所加的基准电压与GND之间,当RNG为高电平时,输出范围在所加基准电压的两倍与GND之间。

三、运放电路

由于陶瓷变压器的起振频率宽度很窄，ICL8038在8脚（调频电压输入端）电压变化幅度很小时（毫伏级）才能够达到要求，因此这里选用精度很高的运放TLC2252来达到控制ICL8038的调频电压。通过对D/A转换后的电压进行放大，使得加在调频电压输入端的电压随数字量的增加作毫伏级变化。使得ICL8038的输出频率能更好地稳定在压电陶瓷的谐振频率附近。具体电路如下图（图5）。经D/A转换的模拟信号由2252的3脚输入，1脚输出，然后进行下一级放大，共经过三级放大后，由7脚（网络标号C38）输入到信号发生器8038。

图5

四、信号发生电路

信号发生电路如图6所示：

图6

此图6中，8脚（网络标号C38）接收放大后的电压作为调频电压，9脚输出矩形波。

五驱动电路

ICL8038的带负载能力较差，需要另加驱动，这里用很简单的三极管放大电路作驱动，使NPN工作在放大区，PNP工作在截至区，这样可以使输出电阻很小，带负载能力增强，另外加入新的驱动电压，使陶瓷变压器的起振电压达到0~12V（可以使用电位器进行调解）。具体电路如下图（图7）。

图7

六反馈隔离电路

由于压电陶瓷变压器的输出阻抗很大，当负载变化时，输出电压随之变化，难以满足高压电源输出电压稳定性的技术要求，因此也需要隔离电路对输出高压进行隔离。光电耦合器件的输入和输出之间通过光信号的传输，对电信号是隔离的，没有电信号的反馈和干扰，因而性能稳定。由于发光管和接收管之间的耦合电容很小（小于2pF)，所以共模输入电压通过极间耦合电容对输出电流的影响很小，因而共模抑制比很高，抗干扰能力强。

从压电陶瓷变压器的输出端口输出的高压经电阻分压后，采用变压器来隔离，经过整流滤波后送运算放大器放大，在用光藕隔离器件TTL117对放大后的电压进行隔离，再反馈到CPU。经过CPU的软件处理控制ICL8038的调频电压来时压电陶瓷变压器工作在最佳的谐振频率。

图8

七自适应性的实现

先给定2051一定频率电压，经D/A转换后放大，作为信号发生器8038的调频电压，8038的9脚输出频率与调频电压成正比的矩形波，矩形波经无失真放大后驱动压电陶瓷变压器。若此矩形波的频率与压电陶瓷变压器的谐振频率相同，则压电陶瓷处于最佳谐振状态，输出电压最大。由于压电陶瓷变压器有其独特性质，当电源电压，环境温度，负载阻抗和振荡频率发生变化时，输出特性将有较大的变化，变化的结果将集中反映在输出电压或输出电流的变化量上，这个变化量经过变压器，LF353放大，以及光电藕合后，反馈到CPU的P1.4脚，CPU将根据反馈电压自动调整D/A输出电压，再由8038调节输出频率，使得输出频率在压电陶瓷的谐振频率上，实现对压电陶瓷变压器的自适应控制。

参考文献:

[1]柴荔英，张向红，周桃生，邝安祥. 雷达显示器压电陶瓷变压器高压电源研究. 电子变压器技术，2001（9） No.3

[2]童诗白，华成英. 模拟电子技术基础. 北京：高等教育出版社.1987.5

第7篇：高压电源范文

关键词 短波发射机；日常维护；安全隐患；防护措施

中图分类号G2 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2015）138-0076-02

短波发射机是广电系统中重要的设备，只有确保短波发射机高质高效的运行才能够维持广电系统相关部门工作的顺利进行。而有效地日常维护是保证短波发射机能够正常运行的关键，短波发射机的维护是一项专业性较强的工作，对维护人员的要求较高，不仅要求维护人员要具备丰富的专业理论知识，还需具备扎实的实践动手能力，除此之外还需具备严谨的工作态度。短波发射机的日常维护工作中存在一定的安全隐患，因此，维护人员在进行维护工作的过程中，不仅需要严格的按照相关规章及制度进行，同时还需要采取必要的安全防护措施，以保证工作安全和短波发射机的播出质量。

1 短波发射机日常维护中存在的安全隐患

1.1 高频对电源影响的安全隐患

目前广电系统中使用的短波发射机多数采用的都是高频开关电源，在短波发射机的整个电力系统进行工作的过程中会产生出谐波，而这些产生出的谐波就会对短波发射机的高频开关造成不良影响。并且在对GIS的隔离开关进行操作时，会产生极高频率的快速暂态电压。这种极高的快速暂态电压会对变压器等设备的绝缘产生损害，并且这种快速暂态电压会通过接地网向外进行传播，从而对变电站的直流系统以及控制设备的正常运行产生不良影响。除此之外，由快速暂态电压产生的电流还会对电源内部产生电磁干扰，从而破坏电源内部的稳定工作状态。

1.2 高频电击隐患

短波发射机在通常工作中，一般的工作频率保持在531―1602kHz。由于短波发射机的发射塔与地面是垂直关系，因此导致发射塔的电场极化方向与地面也呈垂直关系，而发射塔的磁场极化方向与地面保持水平。在这样的维护环境中，维护人员开展短波发射机维护工作时，十分容易发生过高频电击的危险，同时也存在着其他电击的隐患[1]。

1.3 高压电击隐患

短波发射机在工作是的功率是比较大的，因此其工作电压也是比较高的，并且不论是工作功率较大的短波发射机还是工作功率相对较小的短波发射机，都会由于输出阻抗的差异性原因，而产生出高压电，一般来说其产生的高压电保持在500V的范围之内。因此，维护人员在这样的环境中进行短波发射机的维护，存在较高的高压电击风险。

1.4 高压电源安全隐患

为了达到短波发射机的工作要求，短波发射机内部需配置较多的高压电源。由于这些高原电源的存在，使得短波发射机在实际的工作过程中需要进行滤波处理，才能够保证短波发射机的工作质量处于最佳效果。为了进行滤波，往往会在短波发射机的高压电源负载旁设置相应的滤波电容。滤波电容的设置虽然很好的解决了高压电源带来的问题，但是一旦当滤波电容发生故障之后，就会导致其相应电路的保护作用丧失。维护人员一旦在这样丧失保护作用的环境下进行维护工作，就十分容易发生安全事故，给维护人员的身体造成伤害。

1.5 雷击危险

雷击安全隐患主要存在于雷雨季节，因此维护人员在雷雨季节对短波发射机进行维护工作时就存在较大的安全隐患。这种安全隐患主要是来自于雷雨水滴所形成的雷云，雷云一旦形成，当其发生分离之后就会产生出正负两种电荷。当这些雷云分离后产生出来的电荷聚集在一起之后，就会形成较大的电场强度，一旦形成较大的电场强度就会导致发生放电，最终发生雷击现象。当雷击发生时会产生非常大的电流，由于电流较大，因此岂会产生非常强大的冲击力，这种冲击力会在地网中形成电位差，而这种电位差会对维护人员的机体造成非常大的危害。

1.6 高温、噪音危害

短波发射机的维护环境一般来说比较恶劣，部分短波发射机所处的环境甚至可以说是十分恶劣，而其中较为常见的环境因素就是高温和噪音。当维护人员长期在高温、噪音的环境下进行短波发射机的维护工作时，也会维护人员的身体健康和心理健康造成较大的危害。

2 短波发射机日常维护安全隐患的防护措施

2.1 选取合理的维护工具进行维护工作

多数的短波发射机内部均会有大量的集成电路和半导体，并且短波发射机内部的部分元件多数是固定在一些非常细小的电路上，因此在对这类元件进行维护时，维护人员的操作难度。因此，维护人员在进行维护工作时，一定要注意选择合理的操作工具，注重正确选用超拔器、吸锡烙铁等细小型和专用型的工具，并且在这类工具的应用工程中，要注意严格按照操作规范进行，只有科学准确的运用各种操作工具，才能够确保维护工作的安全性。

2.2 高频危险隐患的防护措施

维护人员在高频隐患环境下进行短波发射机的维护时，对其威胁最大的隐患来自于该环境中电流具有的显著趋肤效应。因此，维护人员要做好绝缘防护措施，维护人员在高频环境下对短波发射机进行维护时，一定要使用绝缘材料对自身进行安全防护[2]。由于一般的绝缘材料在50Hz的电压环境之下进行使用时，其绝缘性能会发生降低，因此在这个过程中使用到的绝缘材料必须是高频绝缘材料，只有使用高频绝缘材料才能够显著提高绝缘效果，最大程度确保维护人员的人身安全。同时要注意在非必要的环境下，维护人员尽量不要进行带电作业，尽量避免发生电击事故的发生，最大程度上保证维护人员的人身安全。

2.3 滤波电容故障安全隐患防护措施

针对由于滤波电容故障而导致相关电路保护作用失效安全隐患的防护，首先需要在短波发射机工作时，要将所有的电源设备进行接地保护处理，确保其在滤波电容相关电路保护作用丧失的情况下，能够使滤波电容上的电压得以泻放，从而保证滤波电容相关电路的安全。其次，维护人员对于放电较慢的电路，需要等待一段时间之后再去进行触摸，切记不可立即对其进行触摸，而对于放电比较缓慢的电源部分，维护人员则需使用人工放电的方式进行处理，以此来避免安全隐患事故的发生[3]。当维护人员无法明确短波发射机产生故障的明确原因之前，在查寻短波发射机产生故障原因的过程中，需要对一些高压类的电容进行直接接触时，需要先对这些高压电容进行放电处理，然后再进行相关操作。

2.4 降低危险因素的危害值

在短波发射机中存在一些固有的，不可避免，不能够彻底清除的安全隐患因素，这类安全隐患是无法避免的，针对这类安全隐患，我们只能够最大程度降低其危害值。例如，对于短波发射机维护中的高温和噪音隐患，短波发射机在工作过程中发热是不可避免的，产生噪音也是无法消除的，因此，对于高温和噪音问题可以通过应用水洗风设备来降低温度，减少灰尘对于短波发射机的影响，从而降低其工作过程中产生的噪音。同时维护人员可以在维护工作过程中，戴安全帽、穿绝缘靴的方式来降低各项安全隐患的危害值。

2.5 雷雨季节要做好防雷击措施

在雷雨季节到来时，短波发射机维护人员要做好防雷击的防护措施。首先可以采取天线防雷的防护措施，利用高层建筑物易被雷击的原理进行预防，短波发射机维护人员需在天线和匹配网之间安装四级防雷措施。四级防雷措施的安装，能够在其受到雷击的时候，将雷击产生的冲击力进行逐级减弱，从而极大地减轻雷击对短波发射机的损害，同时也确保了维护人员的安全[4]。其次对电源系统进行防雷处理，短波发射机的电源适于市政电力系统进行连接的，其输电高压线采取的是露天架空的形式进行的，其输电的运行距离是比较长的。由于其输电高压线具备的以上特征，导致短波发射机的电源也十分容易遭受到雷击，因此，对其电源进行防雷防护处理十分必要。

2.6 降低高频对电源的影响作用

降低高频对电源的不良影响，可以将输出二极管的连接方式进行合理的调整，同时改变滤波电路的位置，使其置于更加接近端口的位置，以此来减轻高频对电源产生的不良影响。除此之外，针对静电放电的情况，可以设法将小信号电路与机壳之间的距离增大，具体措施是在将TVS管应用于均流端口和控制端口的小信号电路中，或者对其进行接地保护处理。

2.7 应用自动化设备代替维护人员的操作

将自动化设备引入并应用到短波发射机的日常维护工作中，是降低短波发射机维护过程中安全事故发生的最直接的措施。实践表明，自动化设备在短波发射机维护工作中发生故障的概率非常低，特别是与人为维护相比，其优势作用更加显著。首先自动化设备的应用能够显著的降低维护人员的劳动强度，同时能够显著的提高短波发射机维护工作的工作效率，更加重要的一点是，自动化设备的引入在很大程度上，避免了维护人员在危险环境中的部分直接操作，从而保证了维护人员的安全。

3 结论

短波发射机的日常维护工作比较恶劣，而且在短波发射机日常维护过程中的安全隐患因素错综复杂。因此，在短波发射机的日常维护中，除了要采取必要的安全防护措施，还要求维护人员在开展维护工作的过程中，必须要严格按照相关的维护制度和操作规定科学地进行维护操作。只有严格按照规章制度进行，才能够确保高效高质的完成短波发射机的维护工作，同时实践表明，严格按照规章制度展开维护工作在很大程度上能够提高预防安全事故发生的效果。除此之外，加强组织管理措施，加强对维护人员的安全教育和技能培训，不断地提高维护人员的安全意识和专业技能，才能够确保短波发射机维护工作的安全开展。

参考文献

[1]刘玲，高瑞刚，刘楠.PSM短波发射机故障处理与日常维护[J].内蒙古广播与电视技术，2012，29（2）：68-70.

[2]王昌林.试论短波发射机的安全保护系统[J].民营科技，2015（1）：70.

第8篇：高压电源范文

关键词 电除尘；高频高压；效率 ；节能减排

中图分类号X3 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）112-0192-03

0 引言

随着国家环保要求越来越严，节能减排是钢铁行业的一项难点工作，钢铁行业的烧结机头全部采用电除尘且电除尘器能耗高，电除尘如何提高效率来满足目前环保要求又能降低能耗是环保专业人士的一项攻关课题，新兴铸管股份有限公司经过考察与研究采用了龙净环保公司的高频高压整流设备、同时改进了振打传动箱结构形式、优化振打工作方式、改进了放灰系统的密封，既提高了除尘器效率又达到节能率30%以上。

1 电除尘器工作原理

电除尘器是利用直流高压电源产生的强电场使气体电离，产生电晕放电，进而使悬浮尘粒荷电并在电场力的作用下，将悬浮尘粒从气体中分离出来并加以捕集的除尘装置。电除尘器因具有净化效率高，阻力损失小、处理烟气量大、自动化程度高等特点，在钢铁企业的烧结机头得到了广泛应用。

2 电除尘技术参数及主要用电功率

1）型号：BY300/2-4 两台；

2）处理风量：1680000m3/h；

3）有效截面积：300卧式双室四电场静电除尘器；

4）电场风速 ：0.865m/s；

5）设备本体阻力：

6）同极间距：450mm。

设备名称 规格等级 数量 单台功率 设备总功率

静电除尘器 300卧式双室四电场 2

高压电源 1.0A/80KV（380V） 16 115kVA 1840kVA

振打电机 380V 32 0.4kW 19.2kW

加热器 380V 48 1.5kW 72kW

表1 电除尘主要用电情况

3 电除尘节能提效分析

3.1电除尘提高效率分析

影响电除尘器性能的因素很多，大体归纳为以下三个方面：1）烟尘（气）性质；2）设备状况：电除尘器的极配形式；电场划分情况；振打清灰方式及振打制度；气流分布均匀程度；电气控制特性等；3）操作条件。包括操作电压、比电流、电极清灰效果、漏风及二次扬尘等。由于烟气性质、极配形式、电场划分、气流分配等因素各个除尘器生产厂家在设计时都采集进行了优化设计，本文重点从提高供电效率、优化振打工作方式、改进放灰系统的密封减少二次扬尘来提高除尘器效率。

1） 电除尘器目前采用常规的两相供电装置，由控制系统、变压器、整流设备组成，工作频率在50Hz，从实际使用的效果看，单相电源输出的电压脉动范围大，线性度差，容易出现阻抗不匹配，极易触发火花放电，造成电晕电流低，难以提高除尘效率；

2）机头除尘器影响效率的另一个原因就是卸灰控制系统，进入电除尘器的粉尘被阴、阳极捕获后由振打系统振落在灰斗中，灰料堆积严重时还会造成阴阳极之间的短路使电除尘器无法正常运行，相反灰斗中没有储灰灰斗出口会出现漏风引起二次扬尘使除尘效率降低。在电除尘器系统中典型的控制策略是“高低料位”即料位高时卸灰、料位低时停止。但是由于灰斗内部环境恶劣常造成料位计损坏或误报，时常导致电场堵灰造成高压跳闸，为此只好采用连续卸灰的办法，这样虽然可以避免堵灰却经常造成灰斗卸空，对电除尘器运行至少会产生三方面的不利影响:一是除尘器底部气流分布和温度降低；二是由于温度降低使阴极线上的粉尘变湿变粘不易清除，使极线变粗、电阻增大、电流减小、甚至使电晕封闭；三是灰斗壁、出口变湿变粘易造成灰斗堵灰上溢造成高压电源跳闸，这些最终都会极大地降低电除尘器的除尘效率；

3）振打控制系统：电极振打清灰是电除尘器的主要过程，其清灰效果不仅与施加在阴、阳极上的振打加速度有关而且振打周期对其影响也很大，电除尘器过度振打会造成电场内的二次扬尘，尤其末级电场的二次扬尘将大大降低除尘效率，相反周期过长，阳极板上的粉尘堆积过厚，会使阴、阳极之间的电压降低、二次电流降低、电晕功率降低、除尘效率降低，严重的会造成反电晕，使已经收集到阳极板的粉尘再次进入到气流中，依据工况选择合理的振打控制方式将有助于更好地清灰及提高除尘效率。

3.2 电除尘器节能效率分析

1）从电除尘工作原理上看，电除尘的效率主要依靠供电的有效作用，从表一也可以看出电除尘的能耗主要在高压电源上，而普通高压整流设备对电网影响大、缺相损耗大、控制方式对工况变化适应能力不强等原因，造成实际有效运行功率在60%，因此提高除尘器的供电效率既能提高除尘器效率又起到节能效果；

2） 从表一中反映出电除尘耗能其次是振打加热系统：电除尘的加热系统主要作用是使阴极支撑绝缘子、阴极振打瓷转轴保持在烟气露点温度之上来保证绝缘效果及电除尘器稳定运行。目前电除尘器中所用的阴极吊挂保温箱、阴极振打保温箱结构基本相同即均是在绝缘子外部加一保温箱体，保温箱内安装有电加热器，保温箱与电场接口处设有聚四氟乙烯挡板，加热控制方式采用恒温控制、连续加热、间断加热方式。因此减少加热系统的设置与降低加热系统的运行时间即可降低能耗。振打系统前大部分采用定时振打清灰制度，如何依据工况选择合理的振打控制方式将有助于更好地清灰和做到节能减排。

4电除尘器提效节能措施

4.1电除尘器提效节能措施一：采用高频高压整流设备

4.1.1 高频高压整流设备工作原理

高频电源是三相交流输入整流为直流电源，经全桥逆变为高频交流，随后升压整流输出直流高压。高频电源工作频率可达40kHz，主要包括三个部分：变换器、变压器、控制器。其中全桥变换器实现直流到高频交流的转换，高频变压器/高频整流器实现升压整流输出，为ESP提供供电电源。

4.1.2高频高压整流设备的提效

1）从图1可以看出工频电源工作过程波动大，有峰值与谷值，一般二次仪表显示的是平均值，而高频电源输出电压逼近工频电源电压峰值近似一条直线，因此高频电源能提供更高的输出电压约是工频电源的1.3倍；

图1 高频电源与工频电源输出对比

2） 从表二我单位电场实际运行的情况看高频电源可有效增大电晕功率，提高除尘效率；

设备

名称 规格等级 I1

(A) U2

(kV) I2

(mA) 输出功率

(kW) 输入功率

(kVA)

高频

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

工频

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

表2 电除尘主要用电情况（测试期间供电电压在386V）

3） 从图一工作原理看出，设备由于采用串并联混合谐振变换器，具有恒流特性，可以有效抑制电场火花的电流冲击，30us迅速熄灭火花，火花控制方式先进，对烧结工况变化适应能力强；

4.1.3 高频电源的节能

1）因该设备工作频率高，变压器的匝数与频率成反比，因此设备体积小，控制柜与变压器一体，损耗小，即功率因数、效率大于0.9；

2）设备在运行中能实施反电晕自动跟踪控制功能，根据工况诊断软件对工况的分析、根据烧结机负荷的变化情况自动选择高压供电的运行方式和间歇供电中占空比，从而达到最佳的收尘效果和节能效益。

4.2电除尘器提效节能措施二：对振打控制系统改进

我单位振打控制系统采用定时自动振打，没有达到依据工况变化而实时进行调整，为此采取一种组合振打方式：

定周期振打：是在上位机上设定三种模式，模式1（一二电场振打周期4min，三四电场振打周期10分）、模式2（一电场振打周期5min，二三四电场振打周期10分）、模式3（一电场振打周期5min，二电场10min，三四电场振打周期20分），是以日常控制柜运行参数及放灰量估算入口浓度进行选择。

自动强制振打方式：结合高频高压电源设备目前的控制系统，在上位机依据采集的电场电压、电流、火花频率综合自动判断是否进行强制振打，自动判断的依据是日常运行参数对比分析的经验数据，作为我单位在上位机上确定三个参数进行控制自动启动强制振打的运行，一是二次电压正常在64kV，低于55 kV时相应电场振打启动；二是火化率控制在20~40次/分，高于40次/分时启动相应电场振打；三是二次电流低于400mA时启动相应电场振打。

4.3 电除尘器提效节能措施三：保温箱的改进

将原保温箱（图2）下部底部加热器拆除，平板改为斜板，改造后的阴极绝缘子保温箱（图3），斜板倾斜角度大于60°，积灰可以自流回电场内部，保证不积灰；斜板底部与电场接触区域开孔，将封闭型的保温箱改为开放型即保温箱与除尘器箱体内相通，使电除尘器中的烟气可以通入保温箱内，利用烟气自身的热量通过热传导、对流、辐射等方式对阴极绝缘部件所在的保温箱进行加热与恒温，故完全避免了结露的发生；因为只是改进底部，保温箱侧部检查门及振打与电场的绝缘区域不破坏，不影响日常检查与高压绝缘。

图2 原保温箱结构图3 改进的保温箱结构

4.4电除尘器提效节能措施四：对卸灰系统的改造

为避免卸灰造成的二次扬尘与漏风，一是把目前的料位计改为射频导纳料位计，减少料位计的故障率；二是在目前的卸灰阀上部安装一台锁气气动阀门，达到在料位计不起作用造成灰斗放空情况下，关闭锁气阀门能起到杜绝漏风的作用，经过一年多的使用效果特别理想。

5 应用高频电源的环保和经济效益

5.1环保效益

采取上述措施后使除尘器减少烟尘排放30%~50%，能稳定达到40mg/m3以下，比采用工频可控硅电源具有明显的环保效益。

5.2节能效益

1）高频电源节电（共有高压电源16 套，年运行时间350天，电费0.62元/度）

从表二测试数据计算年节电为：

（64-49.78）x16x24x350x0.62≈188.5(万元)

2） 电加热系统节电（以前每天运行12小时，改造后拆除）

48x1.5x12x350x0.62≈18.8(万元)

3）共计节电率（188.5+18.8）/533=38.8%

6 结论

采用以上措施后除尘器运行稳定可靠，为我公司的节能减排做出了贡献。

参考文献

[1]胡志光.电除尘器运行及维修[M].北京:中国电力出版社，2004，6.

第9篇：高压电源范文

关键词:高压脉冲发生器;高压脉冲变压器;工控机;自动控制

中图分类号:TP273文献标识码:A

文章编号: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

随着脉冲功率技术的研究与应用工作的深入开展,对高压脉冲发生器的自动化及相关技术提出了更高的要求。在脉冲功率技术的应用研究过程中,需要一种200 kV的高压脉冲发生器,其高压脉冲输出幅度和频率连续可调,并能进行脉冲“+/-”极性及限流电阻的自动转换。

为满足脉冲功率技术应用研究的需要,在“200 kV脉冲发生器”[1]研制成果的基础上,采用计算机控制技术对高压脉冲的产生、输出幅度、“+/-”极性和限流电阻转换进行自动控制。在“程控200 kV脉冲发生器”工作时,因贮能放电产生数十千安培的脉冲电流,同时,仪器还处于各种电器频繁启动 停止的环境中,因此,仪器的各种功能、技术指标和可靠性取决于控制过程、高压绝缘、抗强电磁干扰等技术的设计。

1 程控高压脉冲发生器的组成和工作原理

程控200 kV脉冲发生器主要由可调直流高压电源、储能器、高压脉冲变压器、高压开关、触发器、控制器、工业控制计算机、打印机、存贮示波器、限流电阻箱、极性转换器、电流测试环、高压脉冲分压器和可调直流电源等构成,其原理方框图如图1所示。

图1 程控高压脉冲发生器示意图

程控200 kV脉冲发生器的工作原理是采用高压电容器贮能通过高压开关瞬间放电[2],由高压脉冲变压器产生60～200 kV的高压脉冲,该高压脉冲经“限流电阻转换箱”加载到“负载”上,“高压脉冲分压器”与“负载”并联,“存贮示波器”监测脉冲电压/电流波形。计算机根据技术要求控制“可调直流电源”的输出电压即可得到不同的脉冲高压输出幅度;计算机输出触发脉冲便可调节高压脉冲输出的频率;通过“示波器”采集电压和电流波形的变化,分析负载的工作状况,由此来决定电压幅度和限流电阻的增加或减少。计算机通过控制“控制器”实现高压脉冲“+/-”极性和限流电阻的自动转换。

在整个程控过程中,计算机进行状态检测,一旦出现故障,立即声光报警,保存信息,并停止控制进程,等排除故障后可重新进入程控。

2 关键技术

程控高压脉冲发生器的输出电压高达200 kV,在工作时,贮能放电产生数十千安培的脉冲电流,因此,发生器的各种功能、技术指针和可靠性取决于高压脉冲的产生、控制、高压绝缘、抗强电磁干扰等技术,其中绝缘耐压和抗干扰是高压脉冲发生器的关键问题。高压绝缘决定了高压脉冲发生器、高压脉冲“+/-”极性和限流电阻自动转换的可靠性和寿命,因此,在重点设计高压绝缘的同时,需选用抗电磁干扰能力强的元器件(如:低压继电器、真空高压继电器、牵引电磁铁和隔离变压器等)构成特殊的功能单元电路,以提高系统的抗干扰能力。

2.1 高压脉冲产生器

高压脉冲产生器由可调直流高压电源、储能器、高压脉冲变压器、高压开关、触发器和直流电源组成[3,4],如图1所示。计算机根据技术要求输出数码,由D/A转换及放大后控制“可调直流电源”的电压输出,该电压经DC/AC变换后产生的高频高压,由倍压整流滤波后得直流高压;直流高压为“储能器”充电;“储能器”所储存的能量由“触发器”使“高压开关(K)”导通,“储能器”、“高压开关(K)”和“高压脉冲变压器”的初级构成的回路放电,在“高压脉冲变压器”的次级输出60～200 kV的高压脉冲。

2.2 高压脉冲“+/-”极性的转换

为保证高压脉冲正负波形的一致,在设计的转换时,应不改变脉冲变压器的初级回路参数而影响脉冲变压器的输出幅度和脉冲宽度。采用真空高压继电器设计一种新型的“+/-”极性转换控制器,计算机根据技术控制真空高压继电器实现脉冲高压“+/-”极性的自动转换,其原理示意图如图2所示。

2.3 限流电阻的自动转换

限流电阻是工作在高压脉冲变压器的输出端和“负载”之间,因此,需对限流电阻的功率、耐压绝缘进行设计,以确保其功能的可靠性。

采用低压继电器和牵引电磁铁组成限流电阻的自动转换控制器,其原理示意图如图3所示。绝缘结构的设计是根据牵引电磁铁的行程、绝缘介质、工作电压以及限流电阻的触点和移动触头良好接触进行综合设计,采用有机玻璃箱,将限流电阻、移动触头、触点浸在变压器油中,以保证其耐压强度。

图2 高压脉冲“+/-”极性的转换原理图

图3 限流电阻转换原理示意图

3 软件设计

VB语言具有人机界面简单明了,易于编写的特点,故该程序采用VB语言编写[5]。为降低编程的难度,便于程序的编制和调试,软件设计采用模块化[6]。

人机界面采用两个窗体:一个用于输入参数,一个用于运行控制(实现参数输入、运行、暂停、打印以及关机等功能),输入的参数以文件的方式保存。

在运行窗体上采用串行口通信控件来实现示波器的脉冲电压和电流数值的采集,在程序运行过程中,以“时间”控件作为脉冲频率控制,其电压数值的输出采用数码输出,经D/A转换去控制高压电源的高压值,而电压值的升降和限流电阻转换决定于负载的工作状况,用条件判断语句即可。

4 抗干扰技术

程控高压脉冲发生器在工作过程中将产生60～200 kV的高压脉冲,数千安培的脉冲电流,同时,高压脉冲“+/-”极性和限流电阻的自动转换使得各种电器频繁启动或停止。因此,设备的各种功能、技术指标和可靠性都取决于系统特别是计算机抗强电磁干扰的能力。

为保证系统的性能和工作的可靠性,采用光电、电磁和变压器等隔离技术,优化系统设计,设计好安全接地(大地)和工作接地,提高系统的抗干扰能力[7-10],系统抗干扰的示意图如图4所示。

图4 系统抗干扰示意图

4.1 系统的优化设计

为提高系统的抗干扰能力和工作的可靠性,根据技术要求确定合理的、科学的控制程序的同时,首先优化系统的配置,选用适合于工业生产环境、抗干扰能力强的设备仪器,如工业控制计算机、直流电源和继电器(真空高压继电器、牵引电磁铁)等,其次是设置合理控制量,以避免程序进入死循环。

4.2 隔离技术

用带屏蔽的隔离变压器(1∶1)来抑制交流电源的高频噪声,并且屏蔽层可靠接地,以提高抗共模干扰能力。

采用光电隔离实现计算机总线与被控制对象(真空高压继电器、牵引电磁铁和低压继电器)测之间完全的电隔离,并消除公共地线和电源的干扰,从而保证计算机系统可靠工作。

采用继电器用作系统信号传递、电路切换以及功能的执行等,可以提高抗外部环境对系统的电磁干扰能力,但它本身又是噪声源。因此,对继电器线圈应采取相应的“瞬态抑制电路”和触点消弧电路。

4.3 程序加固

在软件设计时,采用软件陷井和指令冗余技术对程序进行加固,使程序受到某种干扰,进程号被改变,密码不对,从而程序进入出错处理,减少了干扰情况下弹飞的程序造成的不良后果的机会,以提高程序运行的可靠性。

5 样机与结论

程控高压脉冲发生器采用计算机控制技术,实现了输出幅度为±60～200 kV连续可调、高压脉冲“+/-极性”及“限流电阻2～17 kΩ”转换器的自动控制,其输出波形图如图5所示。

图5 程控高压脉冲发生器输出的高压脉冲

“+/-”极性波形图

6 结 语

采用计算机控制由低压继电器、真空高压继电器和牵引电磁铁等特殊器件构成具有特殊功能的“控制器”实现高压脉冲“+/-”极性和限流电阻的程控转换。采用隔离变压器、光电耦合和电磁屏蔽等抗干扰技术,提高了程控系统的抗强电磁干扰能力,其性能稳定可靠、操作简单和安全。

参 考 文 献

[1]米伦.200 kV脉冲发生器的研制[J].高压电器,2004,41(11):21-24.

[2]白峰,邱毓昌.利用脉冲功率技术对岩石进行钻孔[J].高压电器,2001,37(2):26-28.

[3]王宗仁.核仪器电子技术[M].北京:原子能出版社,1977.

[4]王莹.高功率脉冲电源[M].北京:原子能出版社,1991.

[5]韦源,于平.Visual Basic程序设计基础[M].北京:清华大学出版社,1998.

[6]冯树椿,徐六通.程序设计方法学[M].杭州:浙江大学出版社,1988.

[7][美] R F 格拉夫.电子电路百科全书[M].北京:科学出版社,1989.

[8]阎石.数字电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,1983.