RU2291000C1

RU2291000C1 - Power supply apparatus to electric filter (variants)

Info

Publication number: RU2291000C1
Application number: RU2005110714/09A
Authority: RU
Inventors: Александр Владимирович Щербаков (RU); Александр Владимирович Щербаков
Original assignee: Государственное унитарное предприятие "Всероссийский электротехнический институт им. В.И. Ленина"
Priority date: 2005-04-12
Filing date: 2005-04-12
Publication date: 2007-01-10
Also published as: RU2005110714A

Abstract

FIELD: power sources for electric filters being significantly capacitance loads.

SUBSTANCE: apparatus operates due to forming on capacitance load (electric filter) sign-variable voltage onto which pulse voltage is applied. Improved efficiency of dust removal is achieved due to lowered time lag of generating high voltage on electric filter that allows to increase mean voltage supplied to electrode of electric filter and respectively voltage of ionization of dust particles in space between settling electrodes and corona discharge electrodes. Desired effect is achieved due to exchange of two controlled high-voltage sources with one source having HF-coupling and operating at intermediate frequency more than 10 kHz. Use of high frequency sharply decreases time lag of generating high voltage in electric filter. Circuit is constructed in such a way that each valve switching unit forming respectively positive or negative polarity of sign variable voltage serves also as rectifier of multiplier of one arm of power source.

EFFECT: enhanced efficiency of dust removal in all known range of specific electric resistance values of dust, lowered operational expenses, reduced specific power consumption for dust removal, decreased cost price of apparatus.

2 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к источникам питания электрофильтров, представляющих собой ярко выраженную емкостную нагрузку.The invention relates to electrical engineering, in particular to power supplies of electrostatic precipitators, which are a pronounced capacitive load.

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.The invention is aimed at increasing the efficiency of dust cleaning in the entire known range of specific electrical resistance of dust at low operating costs and specific energy consumption for dust cleaning, as well as reducing the cost of the power source of electrostatic precipitators.

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.A known method of powering an electrostatic precipitator by applying alternating voltage to its corona electrodes [A.S. USSR No. 1382493, BI No. 11, 03.23.88]. This method of powering the electrostatic precipitator has a unique advantage, namely, that it allows you to work without systems of mechanical shaking of the precipitation electrodes, which significantly reduces operating costs.

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).The device that implements this method contains two bipolar autonomous power sources, two controllable high-voltage switches in the form of electron beam valves connected to one load, the first of which is connected to the positive bus of the power source by the cathode to the electrostatic precipitator and the other by the cathode to the negative the bus of another power source and the anode to the electrostatic precipitator. The control pulse generator is connected via high-voltage isolation transformers to the output pulse shapers, and those to the control electrodes of two switches in the power supply circuits. Switching the switches on alternately forms a positive or negative voltage on the electrostatic precipitator (that is, alternating power supply).

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.It is also known a device [RF patent for the invention No. 2207191, BI No. 18, 06/27/2003] containing two adjustable high voltage sources of different polarity with regulators, high voltage transformers, rectifiers and storage capacitors, two controlled high voltage switches in the form of electron beam valves, connected to one load, the first of which is connected to the positive bus of the power supply by the anode, by the cathode to the electrostatic precipitator, and the other by the cathode to the negative bus of the other power supply and the anode to the electric electrostatic precipitator. The output control unit is connected via high-voltage isolation transformers to the control electrodes of the two high-voltage gate switches and to the control electrodes of the thyristor regulators in the circuits of regulated high-voltage sources.

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.In addition, impulse gate switches are introduced into the device, which ensure superposition of high-voltage pulses of positive and negative polarity, respectively, on alternating power supply. In this case, the control unit is equipped with a control panel for pulse switches connected to the outputs of the control unit connected via high-voltage isolation transformers to the control electrodes of the pulse valve switches. Switching the switches on alternately forms a positive or negative voltage (i.e. alternating power supply) with high-voltage pulse additions on the electrostatic precipitator. This form of pulse-alternating voltage allows you to increase the degree of dust cleaning of the electrostatic precipitator.

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.A common drawback of these devices is that they use two autonomous high-voltage power sources operating at a frequency of 50 Hz, having two high-voltage transformers, eight high-voltage valve posts, two high-voltage capacitive storage devices of large capacity.

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.The purpose of the invention is to increase the efficiency of dust cleaning by reducing the inertia of the formation of high voltage on the electrostatic precipitator, which allows to increase the average voltage applied to the electrostatic precipitator electrodes, and, accordingly, the ionization voltage of dust particles in the space between the settling and corona electrodes. The dust cleaning efficiency is increased, the energy consumption for dust cleaning is reduced for all known specific electrical dust resistances while maintaining the unique advantages of alternating power supply, consisting in the possibility of a complete rejection of the mechanical shaking systems of the precipitation electrodes.

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.This goal is achieved by replacing two high-voltage power supplies with one with a high-frequency communication, operating at an intermediate frequency of more than 10 kHz. The use of high frequency dramatically reduces the inertia of the formation of high voltage pulses on the electrostatic precipitator. High-frequency-coupled power sources, which have a high efficiency of converting electrical energy from a power source to a constant voltage, have (for example, at 10 kHz) 10 times smaller dimensions and mass. To do this, in the device for powering the electrostatic precipitator, containing one adjustable high voltage source with a drive, a regulator, a rectifier and an output high-voltage transformer, two high-voltage valve switches connected by unlike power electrodes through a common inductor to the first output of the electrostatic precipitator, and two pulse valve switches made, for example, in the form of electron beam valves, and a voltage sensor on an electrostatic precipitator, two inverters are introduced on controlled key elements, on an example of transistors, one of which (power) is included in the circuit of a high voltage source, and the second, connected through a protective inductor and a rectifier to the supply network, serves to power its own needs. The primary winding of the output transformer of an adjustable high voltage source is connected to the output of the power inverter. A storage capacitor is connected between the input terminals of this inverter, and the first input output of the power inverter is connected through a serial circuit from the inductor and controller to the first output terminal of the rectifier of the adjustable high voltage source and the first output of the smoothing capacitor. The second output terminal of the rectifier, powered by the mains voltage, and the second terminals of the storage and smoothing capacitors are interconnected. One secondary winding of the output transformer of an adjustable high voltage source with the first output through the corresponding multiplying capacitors, and the second through the corresponding rectifier diodes is connected to the second unlike power electrodes of the high-voltage switches and connected to the second output of the electrostatic precipitator. With this connection, storage capacitors are completely absent (their role is played by the load capacity of the electrostatic precipitator). The second secondary winding of the output transformer through the corresponding rectifiers and filter chokes is connected to the power electrodes of the pulse valve switches. The pulse gate switches are connected to the electrostatic precipitator through two high-voltage isolation capacitors and a common resonant inductance, or through a high-voltage isolation pulse transformer with three windings and a blocking capacitor. With this construction of the circuit, each gate switch, which generates respectively a positive or negative polarity of alternating voltage, is additionally a rectifier of a multiplier of one of the arms of a constant voltage power supply, and the use of high frequency, the rejection of six high-voltage rectifier posts and two high-voltage filter with a large electric capacitance, allows to reduce the inertia of the power device, if necessary, according to the technological features of measuring high voltage on the electrostatic precipitator (for example, during abrupt changes in the structure of the dusty air flow in the electrostatic precipitator, during breakdowns, dust emission or when it becomes necessary to quickly restore the optimal high voltage value), to maintain or increase the degree of dust cleaning. An additional advantage is that the amplitude of the high voltage is two times lower than that of the prototype. The use of a reduced output voltage of a high-frequency transformer and grounding of the secondary winding significantly increase the reliability of its operation and reduce the cost.

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).Thus, to implement the proposed device, providing alternating power, one adjustable high-voltage AC power source with high-frequency coupling, one high-frequency transformer, two high-frequency capacitors, two high-voltage columns, two electron beam switches connected between the power source and the load (electrostatic precipitator) are required ) To obtain additional high-frequency high voltage superimposed on an alternating one, the same regulated high-voltage source with high-frequency coupling is used, the same transformer, but with one additional winding, two high-frequency rectifiers, in the particular case with voltage multiplication, two chokes, two high-voltage valves, two isolation capacitors (or one high-voltage isolation pulse transformer with three windings and one blocking capacitor).

Для пояснения существа изобретения:To clarify the invention:

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);figure 1 shows an example of a specific implementation of the structurally-electric circuit of a power source, providing the formation of alternating or alternating pulse-voltage obtained by imposing alternating voltage pulsed on a half-wave (with coupling capacitors);

на фиг.2 - структурно-принципиальная схема системы управления (СУ);figure 2 is a structural schematic diagram of a control system (SU);

на фиг.3 - циклограмма работы основных таймеров СУ;figure 3 - sequence diagram of the main timers SU;

на фиг.4 - структурно-принципиальная схема, аналогичная фиг.1, но с высоковольтным разделительным импульсным трансформатором;figure 4 is a structural schematic diagram similar to figure 1, but with a high-voltage isolation pulse transformer;

на фиг.5 - осциллограмма напряжения на нагрузке (электрофильтре).figure 5 - waveform of the voltage at the load (electrostatic precipitator).

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.The adjustable high voltage source 1 (Fig. 1) contains a rectifier 2 at the input, connected to the mains from the AC side. Between the DC clamps of rectifier 2, a smoothing capacitor 3 is connected, and through the regulating transistor 4 and inductor 5, the output of rectifier 2 is connected in parallel with the storage capacitor 6 to the input terminals of the power inverter 7, the output of which through the inductor 8 is connected to the primary winding 9 of the output transformer 10 and turned on parallel to it is a capacitor 11. The secondary winding 12 of the transformer 10 through the capacitors 13, 14 is connected respectively to the cathode and anode of the cathode-ray gates (high-voltage valve commutation tori) 15, 16. The same power electrodes of the valves 15, 16 are connected to each other through a chain of series-connected diodes 17, 18. The anode of the valve 15 and the cathode of the valve 16 are connected through the common inductor 19 to the first output of the load 20 (electrostatic precipitator), the second output which is connected to the connection point of the diodes 17, 18. The second secondary winding 21 of the transformer 10 through rectifiers with voltage doubling 22, 23 and inductors 24, 25 is connected respectively to the power electrodes of the cathode-ray gates (pulse gate switches) 26, 27. The anode of the valve 26 and the cathode of the valve 27, respectively, through isolation capacitors 28 and 29 and a common resonant inductor 30 are connected to the first output of the load 20 (electrostatic precipitator) and inductance coil 19. The auxiliary needs inverter 31 with the storage capacitor 32 at the input and the output transformer 33 is connected through a filter inductor 34 to the output of the rectifier 2. The primary winding 35, in parallel with which a capacitor 36 is connected, is connected to the key elements (transistors) of the inverter through the inductor 37. The output windings 38, 39, 40, 41 of the transformer 3 3 are connected respectively to the submodulators 42, 43, 44, 45 of the cathode-ray gates 15, 16, 26, 27. The secondary winding 46 of the transformer 33 is connected to the input 47 of the control unit 48, the inputs 49 of which are connected to the mains. The voltage sensor on the electrostatic precipitator 50 is connected to the input 51 of the control unit 48. The sensor 52 of the charge voltage of the capacitor 3 is connected to the input 53 of the control unit 48. The current sensor 54 of the power inverter 7 is connected to the input 55 of the control unit 48. Point 0 is common for current sensors 54 and voltage 52. The load current sensor 56 is connected to the input 57 of the control unit 48.

Блок управления 48 (фиг.2) содержит:The control unit 48 (figure 2) contains:

панель 58 управления инвертором собственных нужд 31;panel 58 control inverter 31;

панель 59 управления силовым инвертором 7;control panel 59 power inverter 7;

панель 60 управления регулирующим транзистором 4 источника высокого напряжения 1;the control panel 60 of the control transistor 4 of the high voltage source 1;

панель 61 управления вентильными коммутаторами 15, 16, 26, 27.panel 61 control valve switches 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.The panel 58 contains a generator 62, which sets the repetition frequency of the auxiliary inverter, connected to the start input 63 and the outputs 64, 65, 66, 67 of the control unit 48 through a timer 68 for smoothly changing the pulse duration of controlling the key elements (transistors) of the auxiliary inverter 31, associated with the element 69 settings the maximum value of the duration of the control pulses from the timers, and amplifiers 70 of the photo signal. The outputs 64, 65, 66, 67 are connected respectively to the submodulators 71, 72, 73, 74 of the transistors of the inverter 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.The panel 59 contains a timer 75 of the time delay for turning on the power inverter, connected by an input to the input “start” 63 of the control unit 48, and by an output to a generator 76, which sets the pulse repetition rate controlling the power inverter associated with the outputs 77, 78, 79, 80 of the control unit 48 through a timer 81 for smoothly changing the duration of the control pulse of key elements (transistors) of the power inverter and photo signal amplifiers 82. The panel 59 includes a timer control unit 83, the input of which is connected to the input 55 of the control unit 48, an element measuring voltage 84 and load current 85, respectively connected to inputs 51 and 57 of control unit 48. Element 86 for measuring the number of breakdowns detected by sensor 56, with one input connected to network input 49 of control unit 48, and connected to a load current measuring element 85 as a second input , the output is connected to a comparator 87 associated with the element 88 of the setting number of breakdowns. The comparator 89 is connected to the output of the load current measuring element 85 and to the current setting element 90. Similarly, the comparator 91 is connected by inputs to the voltage measuring element 84 and the voltage setting element 92. The outputs of the comparators 87, 89 and 91 through the "OR" element 93 and the amplifier 94 for adjusting the pulse width of the control key elements (transistors) of the power inverter are connected to the timer control unit 83. The outputs 77, 78, 79, 80 are connected respectively to the submodulators 95, 96 , 97, 98 key elements of a power inverter.

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.The panel 60 includes a zero voltage crossover sensor 99 connected to the output 100 of the control unit 48 connected to the submodulator 101 of the transistor 4 through a timer 102 and a photo signal amplifier 103. The timer control unit 104 is connected to the input 55 of the control unit 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.The panel 61 contains a timer 105 for the delay time of the readiness of the submodulators and heating of the thermal cathodes associated with the input 63 of the control unit 48, the output connected to the generator 106 of an adjustable pulse repetition rate of a second duration. The trigger 107, connected to the output of the generator 106, is connected to the pulse shapers 108 and 109 of the opening switches 15 and 26, respectively, of positive and negative polarity and to the pulse shapers 110, 111 of the opening switches 15 and 27, respectively, of the negative and positive polarity. The outputs of these shapers through the amplifiers of the photo signals 112 are connected to the outputs 113, 114, 115, 116, respectively associated with the submodulators 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.The control unit 48 also contains a unit 117 for switching power from a 50 Hz mains voltage (input 49) to power from the auxiliary inverter according to the input signals 53 and 47 of the control unit 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.In the second embodiment of the circuit (Fig. 4), instead of an inductor 19 between the anode of the switch 15, the cathode of the switch 16 and the first output of the load 20, the primary winding of the high voltage isolation transformer 118 with two secondary windings, each of which replaces the corresponding serial circuit of the isolation capacitor 28, is included (29) and throttle 24 (25). In this case, between the connection point of the secondary winding of the transformer 118 with the power electrodes of the high-voltage switches and the second load terminal, an interlock capacitor 119 is connected.

Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии все коммутаторы силовой схемы закрыты и напряжение на нагрузке равно нулю.The device operates as follows. In the initial state, all switches of the power circuit are closed and the voltage at the load is zero.

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.When the mains power is turned on, voltage is supplied to the “network” terminals of the power unit and input 49 of the control unit. A capacitor 3 is charged through a rectifier 2, a network DC voltage appears on the collector of transistor 4. The divider 52 through the communication channel 53 transmits information about the degree of charging to the control unit 48. At the same time, a constant voltage is supplied through the inductor 34 to the storage capacitor 32 and to the transistors of the auxiliary inverter 31. All panels of the control unit 48 are charged and the device is ready for start-up. Button "start" 63 on the control unit starts the device (t ₁ - figure 3). This starts the generator 62, which sets the repetition frequency of the auxiliary inverter 31, the panel 58 of the control unit 48 and the timers 105 (panel 61), which provides a delay for the control pulses of the high-voltage and pulse switches 15, 16 and 26, 27 during the heating of their thermal cathodes, and 75 (panel 59), which provides a delay time for turning on the transistors of the power inverter 7 until the capacitor 6 of the power inverter is charged to a maximum value that is practically equal to the charge on the capacitor 3. Timer 68 of the panel 58 of the control unit 48 float о increases the duration of the control pulses of the transistors of the bridge circuit of the auxiliary inverter 31. The limit value of the duration is set by the setting element 69. The received control pulses after the photoamplifiers 70 are fed to the optical fibers (opto-channels) 64, 65, 66, 67 to the corresponding transistors of the inverter 31 with a high frequency (for example , 50 kHz). The inverter transistors 31 open, and a high-frequency alternating voltage appears on the capacitor 36 through the inductor 37, which is supplied to the primary winding 35 of the high-power transformer 33. A gradually increasing voltage amplitude on the secondary windings of the transformer 33 is supplied to the submodulators 42, 43, 44, 45 of the high-voltage switches 15, 16, 26, 27, providing a smooth increase in the filament voltage, bias, power of the photodetector optical channels 113, 114, 115, 116, etc. After this voltage reaches its rated voltage of the unit set in advance during presetting, a time delay is sufficient to warm up the thermal cathodes and charge all capacitive drives of submodulators 42, 43, 44, 45 (time t ₂ - Fig. 3). Then, after a time delay of 105, the generator 106 is switched on, providing the frequency of repetition of high-voltage alternating voltage pulses, switches 15, 16. The pulses, thanks to trigger 107, are alternately supplied to the pulse shapers 108, 109, 110, 111 of the control switches 15, 16, 26, 27 (positive and negative polarity). Then, after converting them using photo amplifiers 112 into analogous ones in duration, but light pulses already arrive at channels (optical fibers) 113, 114, 115, 116. Thus, after (t _{2 of} FIG. 3), a control voltage is applied to one of the submodulators 42 or 43, providing the open state of the switch (valve) 15 or 16 through the optical channels 116, 115, respectively. Further (after time t ₃ , FIG. 3) from the control unit 48, the transistor 4 submodulator 101 is fed through the light guide channel 100 and continuously increasing in duration, for example, light pulses with a low repetition rate that is a multiple of a double network frequency (for example, 100 Hz), gradually opening it. These pulses are generated by the panel 60 of the control unit 48. The zero-crossing sensor 99 of the mains supply voltage of the panel 60 provides, simultaneously with the network, an increase in the amplitude of the voltage across the power capacitor 6 with a smooth increase in the duration of the control pulse widths of the timer 102. The control unit 104 gives permission to increase the duration of the control pulse, if there is no ban on the feedback channel 55. The photo amplifier 103 generates a light control channel 100 of the transistor 4. Through the inductor of the high-pass filter 5, the input voltage t on power storage capacitor 6 and the inverter 7 is applied to its transistors. As soon as the voltage on the capacitor 6 is equal to the voltage on the capacitor 3, the switch 6 opens completely (time t ₄ , figure 3). Then, after time t _4, through the fiber-optic control channels 77, 78, 79, 80, unlocking pulses gradually increasing in duration begin to be applied to the submodulators 95, 96, 97, 98, causing the transistor switches of the power inverter 7 to open and the high-frequency voltage across the capacitor 11 to appear through the inductor 8. On the primary winding 9 of the high-frequency high-voltage transformer 10 appears high-frequency alternating voltage. The high voltage obtained from the secondary winding 12 of the transformer 10 is applied through a capacitor 13, 14, diodes 17, 18, through a valve 15 or 16, which is currently open, through a high-frequency inductor 19, to a load with capacitive and active components. Data on the magnitude of the high voltage on the load from the high-voltage divider 50 on channel 51, the load current from the sensor 56 on channel 57 is supplied to the corresponding inputs of the control unit 48. As soon as the voltage or current on the load 20 reaches the set value, the duration of the control pulses on channels 77, 78, 79, 80 ceases to increase and is maintained at this level. If the breakdown voltage of the load 20 (electrostatic precipitator) decreases, then the measured current along channel 51 will increase, and the duration of the control pulses in channels 77, 78, 79, 80 will decrease until the current decreases to the maximum allowable specified by the setting 90, after of this, the duration will again smoothly increase until a new breakdown and so on, maintaining an extremely high breakdown voltage at the load 20. The described operations are carried out by the panel 59 of the control unit 48. The timer 75 gives permission to turn on the generator 76, providing The frequency of repetition of the power inverter. The timer 81 smoothly increases the duration of the control pulses of the power inverter transistors to the level allowed by the control unit 83. The received pulses are amplified by photo amplifiers 82 and are supplied to the power inverter transistors 7 through a channel 77, 78, 79, 80. The measured high voltage is supplied to comparator 91 through channel 51 and compared with the setting 92. The measured current through channel 57 is supplied to the comparator 89 and compared with the setting 90. At the same time, the number of breakdowns for a given time corresponding to Igna fed to a comparator 87 and compared with a predetermined number of pulses from the element 88. The outputs of comparators 87, 89, 91 are connected to respective inputs of the element 93 "OR". The appearance of any of the parameters means the need to reduce the duration of the control pulse in the transistors of the power inverter and, as a consequence, reduce the voltage at the load 20. This is due to the appearance of the control voltage on the amplifier 94, which through the control unit of the timer 83 provides a decrease in the duration generated by the block 81 of the control pulses transistors of the power inverter 7. The amplifier 94 through the timer 81 provides a time delay after turning on the start 63 and reaching stable operation (pr low power consumption), the inverter's own needs. This occurs after the heating of the glow circuits of the switches 15, 16, 26, 27 and the full charging of all the capacities of the submodulators 42, 43, 44, 45 are fully warmed up.

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.A high high-frequency voltage also appears on the second high-voltage secondary winding 21 of the transformer 10, which is supplied to the doubling circuits 22 and 23, creating a high constant positive voltage on the inductor 24, the anode of the switch 26, the capacitor 28, and on the inductor 25, the cathode of the switch 27 and the capacitor 29 - negative polarity. After the first breakdown and the start of operation of the control unit 48 in the mode of automatically maintaining the maximum voltage on the load, the device starts to work on switches 26 or 27, providing the generation of additional high-voltage pulses (U _{+ voltage} or U- _voltage , Fig. 5), with the switch 15 on the device works on the switch 26, and when the switch 16 is turned on, the device works on the switch 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.The switches 15, 16, 26, 27 can be both on the basis of electron beam and on the basis of semiconductor devices (Figures 1 and 4 are shown with a dashed line). After some time (t ₅ in FIG. 3), determined by two to three periods of operation of the switches 15, 16, the power supply to the control unit 48 passes from the additional winding 46 of the auxiliary transformer 33, while the mains power is turned off. This function is carried out by the switching unit 117 of the control unit 48. The current consumed by the power inverter is monitored by a current shunt 54 through channel 55. When the current value is exceeded, the duration of the control pulses of the transistors of the power inverter 7 decreases, and then, if the current does not decrease, it turns off switch 4. Next, after a time delay, an automatic restart of the power part of the circuit is carried out.

Таким образом, задача блока управления 48 (фиг.2) - обеспечение работоспособности всех систем высоковольтного устройства, осуществляется путем:Thus, the task of the control unit 48 (figure 2) is to ensure the operability of all systems of a high-voltage device, by:

- выработки управляющих импульсов;- generation of control pulses;

- удержания иерархии времени задержек таймерами;- keeping the hierarchy of time delays with timers;

- диагностики и автоматического отслеживания максимального значения амплитуды высоковольтных импульсов, согласно заданному алгоритму управления.- diagnostics and automatic tracking of the maximum value of the amplitude of high-voltage pulses, according to a given control algorithm.

Работа схемы по второму варианту (фиг.4) аналогична рассмотренной выше (фиг.1).The operation of the circuit according to the second embodiment (figure 4) is similar to that discussed above (figure 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.The shape of the voltage at the load (Fig. 5) does not depend on the type of electrical circuit (Fig. 1 or Fig. 4) and represents an alternating high voltage, on which a high-frequency pulse is applied. Changing the polarity from negative to positive contributes to the extinction of the “reverse corona” during dust collection in an electrostatic filter and self-shaking of the precipitation electrodes, the duration of the working polarity (negative or positive) is determined by the nature of the captured dust, its specific electrical resistance, humidity, dispersion, chemical composition, etc. -chemical characteristics.

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.A high-voltage power supply with high-frequency coupling provides alternate control of the high-voltage amplitude of negative or positive polarity supplied to the electrostatic precipitator, and contains a high-voltage step-up transformer. The secondary high-voltage winding of the transformer is connected via capacitors to voltage doubling circuits of each of the polarities, where the functions of the second rectifying column of the doubling circuit are performed by an electron-beam valve, and the output capacitor is its own electric capacity of the electrostatic precipitator, and the resistor is its own electrical resistance of the dust and gas stream.

Управление работой устройства осуществляется посредством: импульсных трансформаторов, световодов, оптронов или др. устройств, обеспечивающих гальваническую развязку системы управления.The operation of the device is controlled by: pulse transformers, optical fibers, optocouplers or other devices that provide galvanic isolation of the control system.

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.The amplitude of the high voltage alternating power supply of each of the polarities is regulated by changing the duration of the control pulses supplied to the transistor switches of an adjustable high voltage source with high frequency coupling in the primary circuit of a high voltage high frequency transformer. The inductance of the chokes 5, 8, 19, 24, 25, 34, 37 in the power supply device helps to reduce the level of the high-frequency component of the pulse voltage at the load.

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.The power rectifier provides the rectification of the mains voltage, which is fed to the "bridge" circuit of the high-frequency inverter of the power source with high-frequency communication. The transistors are switched on in pairs so that alternating current flows through the primary winding of the high-voltage transformer.

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.The amplitude of the voltage on the electrostatic precipitator is constantly measured using a high voltage divider. The control unit gives a command to stop the increase in the pulse duration of the inverter controlling the power transistors, thereby limiting the further increase in voltage. Similarly, the device operates limiting the maximum current. If the voltage from the external setting is equal, the voltage value is proportional to the voltage on the load or current, the control unit generates a signal to stop the increase in the duration of the transistor control pulse. The control unit provides the accumulation of breakdown pulses in the electrostatic precipitator by converting the number of pulses to voltage. If the number of pulses is greater than the set, then this also helps to stop the increase in the pulse duration of the inverter.

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.All measured parameters are supplied to the control unit, due to which the maximum amplitude value is limited by any of the parameters, i.e., one of the three restrictions dominating while limiting the inverter pulse duration is fulfilled simultaneously: by voltage, current or number of breakdowns.

Claims

1. A device for powering an electrostatic precipitator, comprising an adjustable high voltage source with a storage capacitor, a regulator, a rectifier and an output transformer, two high-voltage valve switches connected by the first unlike power electrodes through a common inductor to the first output of the electrostatic precipitator, two pulse valve switches, a chain of series-connected the first conclusions of the resonant inductor and the first isolation capacitor connected by the second output to an ode to one of the pulse gate switches, a voltage sensor on the electrostatic precipitator and a control unit connected to the control inputs of the high voltage and pulse gate switches and the regulator of the regulated high voltage source, and an input connected to the output of the voltage sensor on the electrostatic precipitator, characterized in that a second isolation capacitor and two inverters made on controlled key elements, one of the inverters is included in the regulated source circuit as a high voltage, the primary winding of the output transformer of an adjustable high voltage source is connected to the output of this inverter, a storage capacitor is connected between the input terminals of the inverter, and the first input terminal of the inverter is connected to the first output terminal of the rectifier of the adjustable high voltage source through a serial circuit from the inductor and controller side of the alternating current connected to the mains, and the first output of the smoothing capacitor, while the second output rectifier and the second terminals of the storage and smoothing capacitors are interconnected; the first terminal of the first secondary winding of the output transformer of the regulated high voltage source is connected through the respective capacitors to the second unlike power electrodes of the high-voltage gate switches, connected to each other through a chain of two diodes connected in series, the connection point of which is connected to the second terminal of the electrostatic precipitator and the second terminal of the first secondary output winding transformer of an adjustable high voltage source; the second secondary winding of the output transformer of an adjustable high voltage source is connected to the power electrodes of the pulse gate switches through the corresponding rectifiers and filter chokes; the second isolation capacitor is connected between the connection point of the first isolation capacitor and the resonant inductor and the anode of the second pulse gate switch, and the second output of the resonant inductor is connected to the first output of the electrostatic precipitator; the second inverter with the output transformer and the storage capacitor at the input connected to the input terminals through a protective inductor and rectifier to the mains, and the secondary windings of the output transformer of the second inverter are connected respectively to the control circuits of high-voltage and pulse gate switches; at the same time, the load current sensor, the current sensor of the first inverter and the voltage sensor on the smoothing capacitor are introduced into the device, the sensor outputs are connected to the corresponding input terminals of the control unit, and the inverter control panels are connected to the corresponding output terminals of the control unit connected to the control the inputs of the key elements of the respective inverters, and the control unit is configured to connect the outputs of the input sensors.

2. Device for powering an electrostatic precipitator, comprising an adjustable high voltage source with an accumulating capacitor, a regulator, a rectifier and an output transformer, two high-voltage gate switches, two pulse gate switches, a voltage sensor on the electrostatic precipitator and a control unit connected to the corresponding outputs with control inputs of high-voltage and pulse gate switches and the regulator of an adjustable high voltage source, and the input connected to the output of the sensor is voltage electrostatic precipitator, characterized in that a high-voltage isolation transformer and two inverters made on controlled key elements are introduced into it, one of the inverters is included in the circuit of the regulated high voltage source, the primary winding of the output transformer of the regulated high voltage source is connected to the output of this inverter, between the input the inverter leads a storage capacitor, and the first input inverter output through a serial circuit from the inductor and controller connected to the first output terminal of the rectifier of an adjustable high voltage source, from the AC side connected to the supply network, and the first output of the smoothing capacitor, while the second output terminal of the rectifier and the second conclusions of the storage and smoothing capacitors interconnected; the first output of the first secondary winding of the output transformer of an adjustable high voltage source is connected through the corresponding capacitors to the first unlike power electrodes of the pulse gate switches connected to each other through a chain of two diodes in series, the connection point of which is connected to the first output of the electrostatic precipitator; the second unlike power electrodes of the high-voltage gate switches through the primary winding of the high-voltage isolation transformer are connected to the second terminal of the electrostatic precipitator; the second secondary winding of the output transformer of the regulated high voltage source through the rectifier and the corresponding secondary windings of the high-voltage isolation transformer is connected to the power electrodes of the pulse gate switches, while a blocking capacitor is connected between the connection point of the secondary winding of the high-voltage isolation transformer and the first output of the electrostatic precipitator; the second inverter with the output transformer and the storage capacitor at the input connected to the input terminals through a protective inductor and rectifier to the mains, and the secondary windings of the output transformer of the second inverter are connected respectively to the control circuits of high-voltage and pulse gate switches; at the same time, the load current sensor, the current sensor of the first inverter and the voltage sensor on the smoothing capacitor are introduced into the device, the sensor outputs are connected to the corresponding input terminals of the control unit, and the inverter control panels are connected to the corresponding output terminals of the control unit connected to the control the inputs of the key elements of the respective inverters, and the control unit is configured to connect the outputs of the input sensors.