Устройство для питания электрофильтров

(19) 111) г 51) 4 В 03 С 3/6 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный электротехнический институт им. В. И. Ленина(54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРОФИЛЪТРОВ(57) Изобретение относится к устройствудля питания электрофильтров, может бытьиспользовано в химической промышленности и позволяет повысить надежностьработы устройства и расширить его функциональные возможности. Устройство со 2держит источник 1 постоянного напряже ния разной полярности с одним заземленным полюсом, высоковольтные коммутаторы (ВК) с блоками управления, включенные между разноименными полюсами источника и электродами электрофильтра. ВК включают в себя электронно-лучевые вентили (ЭЛВ) 5 и 6, включенные между разноименными полюсами выпрямителей и коронирующим электродом электрофильтра. Аноды ЭЛВ 5 и 6 выполнены в виде цилиндров Фарадея (ЦФ), ЭЛВ 5 и б содержат также индуктивные накопительные элементы 41 и 42 и дополнительные ЦФ 33. Каждый блок 10 управления выполнен в виде модулятора и размещен в ЦФ 33. Вывод модулятора соединен с внутренней поверхностью ЦФ, внешняя поверхность которого свя-за на с управляющим электродом ЭЛ В. Элементы 41 и 42 включены между полюсами источников постоянного напряжения и катодом, и анодом соответствующих вентилей. 4 ил.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания электрофильтров высоким знакопеременным напряжением.Целью изобретения является повышение надежности и расширение функциональных возможностей путем управления переходными процессами.На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 -- семейство вольтамперных характеристик электронно-лучевого вентиля; на фиг. 3 - диаграмма напряжений на коронирующем электроде электро. фильтра; на фиг. 4 семейство внешних характеристик устройства питания и электро- фильтра.Устройство содержит источник 1 постоянного высокого напряжения разной полярности 1, каждый из которых состоит из блока трансформатор-выпрямитель 2 и тиристорного регулятора 3. Один из полюсов источника заземлен. Электронно-лучевые вентили (ЭЛВ) 5 и 6 включены между разноименными полюсами выпрямителей и корон и рующи м электродом электрофильтра. ЭЛВ содержат катод 7, управляющий электрод 8 и анод 9. Блоки 10 управления на выходе 11 подключены к катоду и управляющему электролу ЭЛВ, а их входы 12 через блок разделительных трансформаторов 13 подключены к программному блоку 14 на потенциале земли. Разноименные полюса источников постоянного напряжения заземлены через датчики 15 и 16 тока (шунты, трансформаторы постоянного тока), а их выводы 17 соединены с программным блоком, с которым связаны также управляющие входы 18 тиристорных регуляторов. Устройство содержит также следующие датчики режима: измерительный делитель 19 напряжения с выводом 20 и датчик 21 обратной короны с выводом 22. Блок управления содержит модуляторы на лампах 23 и 24, включенных протинофазно в цепь управляющего электрода вентиля и источники 25 и 26 постоянного напряжения (выпрямители). С:етки ламп подключены к формирователям 27 импульсов, управляемые с потенциала земли через сигнальные разделительные трансформаторы 28. Источники посч оянноп напряжения модуляторов подключены к сети через разделительные трансформаторы 29. Через входы 30 на бчок разделительных трансформаторов поступают сигналы, поочередно отпирающие и запирающие модуля- торные лампы, с электродами 31 и 32.Электронно-лучевые вентили со стороны катодов изолированы от дополнительных цилиндров Фарадея 33, внешние поверхности которых соединены гальванически с управляющими электродами в точке 34, В полости цилиндров 35 расположены высокопотенциальные блоки управления, выполненные в виде молуляторов, причем519777 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 4один вывод 36 каждого модулятора под. ключен к внутренней поверхности цилиндри. ческого экрана, а второй 37 непосредственно соединен с катодом ЭЛВ. Между полюсами источников 38 и 39 постоянного напряжения и катодом одного и анодом второго вентиля 40 включены индуктивные накопительные элементы 4 и 42. Низковольтные обмотки 43 разделительных трансформаторов снабжены потенциальными экранами 44, обмотки 45 - экранами 46, которые соединены шиной 47 с экраном модулятора. Шина 48 соединяет анод левого вентиля и катод правого вентиля с коронирующим электродом 49 электрофильтра 50.Устройство пита ния электрофильтров работает следующим образом.В исходном состоянии схемы лампа 24 модулятора открыта, на управ ч я югцие электроды 8 электронно-лучевых вентилей 5 и 6 поданы отрицательные запирающие напряжения от выпрямителей 25. Поэтому источники постоянного напряжения выводятся на режим с помощью тиристорных регуляторов 3, потребляя только ток холос. того хола. В момент времени (=0 (фиг. 3) програм. мный блок 14 выдает сигнал на запирание ,чампы 24 по тракту: вход 30сигнальные трансформаторы 28 - формирователь 27 импульсов на высоком потенциале Одно. временно отпирается лампа 23 и в электрон. но-лучевом вентиле 6 в промежутке между катодом 7 и упраляющим электродом 8 формируется и ускоряется поток электронов, который затем тормозится на аноде 9, имею. ием форму цилиндра Фарадея. Начинается зарядный цикл емкости электрофильтра 50, при этом крутизна переднего фронта импульса тф (фиг. 3 соответствует включению правого вентиля) зависит от потенциала на ускоряющем электроде вентиля 6. На фи г. 2 при ведено семейство анод. ных 1=1(Л(/) и анодно-сеточных 1 =,(ЛС/ ) характеристик ЭЛВ. Импульсные переходные процессы в приборе и в цепи питания электрофильтра характеризуются возможностью управления и стабилизации анодного тока на заданном уровне 1 - гоп, зависящего от потенциала на управляющем электроде, причем (/)Ц, )(/, (/,. После достижения напряжения зажигания короны (/. к цепи источникапитания протекает активный ток, сопровождаю. щий технологический процесс очистки пыле- газового потока в электрофильтре 50. В момент времени 1 происходит технологическое короткое замыкание в нагрузке.В вентиле 6 происходит ограничение аварийного тока, который увеличивается не более, чем в 1,5- 2 раза, при этом исключается переход разряда в электрофильтре е дуговую стадию и происходит быстрое восстановление прочности промежутка завремя т. При повторном пробое коронирующего промежутка (1 - Ь) происходит рекуперация энергии в системе ЭЛВ -- дополнительный цилиндр Фарадея - модуля. тор, и устройство питания автоматически возвращается на номинальный режим ведения технологического процесса.После отслеживания заданной длительности плоской части ттрапецеидального импульса положительной полярности в момент 16 программный блок подает сигнал на запирание электронно-лучевого вентиля 6, а в момент времени- на отпирание вентиля 5. Запирание вентиля 6 происходит за время порядка десятков микросекунд, за такое же время вентиль 5 переводится в проводящее состояние и емкость электрофильтра разряжается по контуру: шина 48, вентиль 5, индуктивный элемент 41, полюс выпрямителя 38, выпрямительный мост, полюс 4. В зависимости от соотношения инерционных параметров контура разряд может быть линейным илн колебательным. При этом ограничение и стабилизация разрядного тока через индуктивный элемент 4 ( =сопИ, фиг. 3), обеспечиваемая действием электронно-лучевого вентиля, обуслав/йэвет характер изменения напряжения на коронирующем электроде фильтра. В интервале коммутации возникает бестоковая пауза (т(т), обусловленная нелинейными свойствами разрядного контура. К моменту времени 1 происходит полная перезарядка емкости электрофильтра и дальнейший ход технологического процесса задается вентилем 5, формирующим отрицательную полуволну рабочего напряжения.Устройство питания обеспечивает рекуперацию энергии переходных процессов, чем достигается электромагнитная совместимость отдельных блоков и узлов и как следствие повышение их надежности. Электрическая энергия, накопленная в емкости электрофильтра при одной полярности напряжения, используется для перезаряда рабочего промежутка при другой полярности. Расширение функциональных возможностей устройства питания связано с использованием режима источника напряжения при номинальном токе и переводом в режим источника тока при возникновении разрядов в электрофильтре. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Введение дополнительного цилиндра Фарадея, в котором собран модулятор, обеспечивает работу коммутатора в режиме усил и тел я управляющего электростатического воздействия и позволяет разделить контуры рекуперации электромагнитной и электрической энергии.Импульсные вольтамперные характеристики вентиля обеспечивают также работу устройства в режиме источника тока в коммутационных интервалах. При возникновении искровых разрядов в электрофильтре за счет рекуперации электрокинетической энергии разряда вентилем происходит ограничение уровня тока с последующим быстрым восстановлением электрической прочности межэлектродного промежутка в электро- фильтре. При этом избыточная кинетическая энергия рассеивается на аноде вентиля, имеющем форму цилиндра Фарадея.формула изобретенияУстройство для питания электрофильтров, содержащее источник постоянного напряжения разной полярности, один из полюсов которого заземлен, высоковольтные коммутаторы с блоками управления, включен. ные между разноименными полюсами нсточ. ника и электродами электрофильтра, разделительные трансформаторы. соединенные с программным блоком, связанным с датчиками режимных параметров и блоками управ. ления, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей путем управления переходными процессами, каждый высоковольтный коммутатор содержит электроннолучевой вентиль, анод которого выполнен в виде цилиндра Фарадея, индуктивный накопительный элемент и дополнительный цилиндр Фарадея, каждый блок управления выполнен в виде модулятора и размещен в дополнительном цилиндре, при этом вывод модулятора соединен с внутренней поверхностью цилиндра, внешняя поверхность которого связана с управляющим электродом электронно-лучевого вентиля, а индук. тивные накопительные элементы включены между полюсами источников постоянного напряжения и катодом и анодом соответствующих вентилей.Редактор Заказ 663 нного комитета по изобретения 5, Москва, Ж - 35, Ра) ьн кд тательский комбинат 11 дтент,НИИПИ Го 11 роизводст Г. Гсрбе 6,13 уларств 1130 венно-изСоставитель Т. ГоТехрет И 13 ер) сТираж 4 Ч 8 ен)нинаЕорректор,1, 11; дй11 лиис)еи открытиям ири ГЕНТ СССндб, л 4,;)Ужгорол, хл Га)дрин. 11