高壓電源精選(九篇)

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第1篇：高壓電源范文

【關(guān)鍵詞】智能功率模塊;脈寬調(diào)制;調(diào)壓調(diào)頻;單片機(jī)

引言

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

1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

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

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

控制系統(tǒng)采用89C52單片機(jī)和PWM專用控制芯片SG3524。單片機(jī)系統(tǒng)對系統(tǒng)電路中出現(xiàn)的過壓、過流及短路等故障進(jìn)行檢測和控制，若系統(tǒng)出現(xiàn)故障，單片機(jī)立即發(fā)出故障信號封鎖PWM芯片SG3524的輸出，并顯示故障標(biāo)志。PWM芯片SG3524輸出一對互補(bǔ)的脈寬調(diào)制信號，經(jīng)過光耦隔離后形成兩對互補(bǔ)的脈寬調(diào)制信號去觸發(fā)IPM。

2.脈寬調(diào)制電路

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

從基準(zhǔn)電壓端16腳通過調(diào)節(jié)Rp獲一理想的電平信號，將此信號加到SG3524的2腳上，與SG3524內(nèi)部產(chǎn)生的鋸齒波調(diào)制信號比較后，得到一對反相的脈寬調(diào)制信號，再經(jīng)光耦隔離得出所要的四路脈寬調(diào)制信號。

圖2 脈寬調(diào)制電路

3.控制電路與智能功率模塊IPM的連接

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

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

圖3 脈寬調(diào)制信號與PM10CSJ060的連接圖

4.故障報警電路

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

圖4 單片機(jī)組成的故障報警電路

5.輸出回路

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

6.儀器性能及結(jié)論

由上述原理和方法，制作了一臺單相調(diào)壓調(diào)頻高壓電源，其主要技術(shù)指標(biāo)如下：

輸入電壓：50 Hz，AC200～240V。

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

過載能力：120%，10min。

負(fù)載性質(zhì)：很小的電容或很大的電阻。

使用環(huán)境：溫度為-10～+35℃，相對濕度<85%。

此電源具有性能穩(wěn)定、控制簡單、操作方便和成本低等優(yōu)點，使用效果良好。

參考文獻(xiàn)

[1]萬福君，潘松峰.單片微機(jī)原理系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用，中國科技大學(xué)出版社 2004.

[2]沙占友，蔡宣三.開關(guān)電源的原理與設(shè)計，電子工業(yè)出版社，1998.5.

[3]劉勝利，高頻開關(guān)電源實用新技術(shù)，機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

第2篇：高壓電源范文

【關(guān)鍵詞】VB6.0；串口通信；通道選擇；電壓大小

1.引言

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

2.主要控件（MSComm控件）介紹

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

3.界面關(guān)鍵模塊功能設(shè)計

界面設(shè)計的主要功能：能夠?qū)崿F(xiàn)通道選擇，輸入電壓大小轉(zhuǎn)換成數(shù)字電位器抽頭位置，同時能夠?qū)崿F(xiàn)上位機(jī)和下位機(jī)的通信。

（1）發(fā)送數(shù)據(jù)軟件設(shè)計

結(jié)合MSComm的屬性，編寫了串口通訊的代碼。

串口的初始化程序：

‘打開串口

If MSComm1.PortOpen=False Then

MSComm1.PortOpen=True

End If

‘設(shè)置串口的波特率，校驗位，數(shù)據(jù)位，停止位等

MSComm1.Settings="9600，n，8，1"

‘設(shè)置串口接收字節(jié)的長度

MSComm1.InputLen=0

‘設(shè)置握手方式

MSComm1.RThreshold=1

‘設(shè)置輸入的數(shù)據(jù)的格式

MSComm1.InputMode=comInputMode—Binary

在系統(tǒng)加載的時候，串口的初始化就開始了。然后在主界面中，開始數(shù)據(jù)的發(fā)送操作、數(shù)據(jù)保存等等[4]。

（2）通道選擇程序（按0—31按鈕，可以選中相應(yīng)通道）：

Private Sub Command1_Click（Index As Integer）

Select Case Index

Case 0 To 31

Num1 = Index

Text2.Text = Num1 & “，"

If Num1 >= 0 Then

If Num1

Text2.Text = "0" & Num1 & "，"

End If

End If

End Select

End Sub

（3）設(shè)置電壓大小程序（輸入0—1200內(nèi)任意數(shù)值，可轉(zhuǎn)化為數(shù)字電位器抽頭的位置）

Private Sub Command5_Click（）

Num2 = Text3.Text

Num3 = Int（255 * Num2 / 1200）

If Num3 >= 100 Then

Text2.Text = Text2.Text & Num3

ElseIf Num3 >= 10 Then

If Nu3

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

End If

ElseIf Num3 >= 0 Then

If Num3

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

End If

Else

End If

End Sub

4.界面的使用方法及說明

多通道高壓電源界面圖如圖1所示。

下面是多通道程控高壓電源使用說明（調(diào)節(jié)具體通道電壓大小的正常工作步驟）：

第一步：打開串口，設(shè)置串口參數(shù)。

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

第三步：輸入要求的電壓值。

第四步：按“確認(rèn)輸入鍵”，將會在發(fā)送欄出現(xiàn)相應(yīng)比例的值。如果值正確，則按發(fā)送；如果不正確，或者要修改，請按“清除輸入鍵”。發(fā)送完畢后單片機(jī)將發(fā)回反饋到反饋窗口。

5.結(jié)語

此上位機(jī)軟件在多通道高壓電源系統(tǒng)中得到了良好的驗證。在操作過程中，用戶可以直接在軟件界面上設(shè)置所要選擇的通道數(shù)和要求的電壓大小，發(fā)送數(shù)據(jù)，即可成功實現(xiàn)下位機(jī)成功實現(xiàn)通道選擇和具體電壓大小的輸出。

參考文獻(xiàn)

[1]胡或，閆宏印.VB程序設(shè)計[M].北京：電子工業(yè)出版社，2001：231—251.

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

第3篇：高壓電源范文

【關(guān)鍵詞】高壓電器設(shè)備 自動化控制 電氣調(diào)試技術(shù)

在社會經(jīng)濟(jì)的推動下，我國的高壓電器設(shè)備得到了較大發(fā)展，各類配套技術(shù)也有了一定進(jìn)步，給高壓電器設(shè)備的正常運作帶來了較大便利。雖然我國高壓電器設(shè)備的性能越來越高，但是在實際運作中，由于高壓電氣設(shè)備在運作時會存在較大電流，一旦受到外部沖擊很容易出現(xiàn)各種故障。因此，技術(shù)人員需將自動化控制以及電氣調(diào)試技術(shù)合理應(yīng)用到高壓電器設(shè)備中，并適當(dāng)調(diào)節(jié)，以維持高壓電氣設(shè)備的安全運作。

1 高壓電器設(shè)備的自動化控制原理

1.1 直接啟動

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

1.2 變頻啟動

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

2 高壓電器設(shè)備的電氣調(diào)試技術(shù)

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

3 結(jié)束語

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

參考文獻(xiàn)

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

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

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

第4篇：高壓電源范文

【關(guān)鍵詞】電除塵；含氧量；解決

0 前言

燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組具有高效、清潔、啟動快等特點，廣泛應(yīng)用于電網(wǎng)調(diào)峰，近幾年來在鋼鐵行業(yè)裝機(jī)數(shù)量逐漸上升，機(jī)組多為進(jìn)口，具有自動化程度高，操作簡單，但運行經(jīng)驗和數(shù)據(jù)較為匱乏，可以借鑒的案例非常少，面對運行維護(hù)中出現(xiàn)的問題需要從各個方面分析成因，找出問題的癥結(jié)，然后對癥下藥，制定出具體的解決問題的方法。漣鋼自2007年以來先后引進(jìn)了3套由日本三菱重工生產(chǎn)的M251S型燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組，采用燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)（簡稱CCPP）方式運行，其工藝流程是將經(jīng)過電除塵裝置凈化除塵后的高爐煤氣經(jīng)煤氣壓縮機(jī)加壓，與通過燃機(jī)同軸的空壓機(jī)壓縮后送至燃燒室的空氣混合燃燒，生成高溫、高壓的氣體，經(jīng)燃?xì)馔钙綑C(jī)膨脹做功，推動燃?xì)馔钙綆尤紮C(jī)本體設(shè)備與發(fā)電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)做功；從燃?xì)馔钙街信懦龅母邷貧怏w通過余熱鍋爐加熱給水，產(chǎn)生高溫、高壓蒸汽驅(qū)動汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。機(jī)組運行至今，先后出現(xiàn)過許多典型案例，案例涉及到多個傳統(tǒng)專業(yè)，技術(shù)涉及面廣且深，因此，正確的判定案例的成因，及時消除設(shè)備隱患，直接影響到機(jī)組的安全運行和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

1 含氧量與燃機(jī)要求

燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組對高爐煤氣的要求較高，主要包括熱值、壓力、含氧量及其相應(yīng)的波動幅度，其中煤氣氧濃度的高低直接影響到電除塵裝置和燃?xì)夤艿赖倪\行安全，如果高爐煤氣氧濃度超過定值，在通過電除塵高壓電場極易引發(fā)爆炸。為此，在電除塵裝置入口前方安裝了一套能連續(xù)在線測量且測量響應(yīng)時間很短的氧量儀，用于實時監(jiān)控高爐煤氣管道中的氧濃度，測得的實時數(shù)據(jù)送往燃機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行判別，設(shè)置有預(yù)警（0.5%）、報警（1.0%）、緊急停機(jī)（1.2%）等多個級別的聯(lián)鎖控制邏輯，確保高爐煤氣氧濃度超標(biāo)時立即退出電除塵裝置，聯(lián)鎖燃機(jī)停機(jī)。

電除塵與含氧量的關(guān)系及分析

電除塵裝置原理

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

高壓直流電源主要參數(shù)：

輸出電壓：DC 50kV

輸出電流：900mA

控制邏輯

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

1）電除塵裝置絕緣加熱器在高壓電源投運前必須連續(xù)運行6小時；

2）高壓電源啟動為手動啟動，在燃機(jī)啟動前必須先期投入運行；

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

在線式氧濃度檢測儀測得濃度超過1.0%時自動停運高壓電源；

PLC電池電量低或故障；

可控硅溫度失效或其熔斷器故障；

電源故障或其熔斷器故障；

風(fēng)扇故障或其熔斷器故障

故障現(xiàn)象

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

原因分析

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

由于電除塵的基本原理是將待處理氣體持續(xù)流經(jīng)電除塵內(nèi)部的高壓靜電場，利用物質(zhì)在高壓靜電場中會發(fā)生物理電離的特點，分離氣體與其中所含的粉塵顆粒。在燃機(jī)停機(jī)后，由于管道內(nèi)氣體流動基本處于靜止?fàn)顟B(tài)，滯留在高壓靜電場內(nèi)的氣體成分發(fā)生電離，出現(xiàn)游離的氧原子，而氧原子的氧化性非常強(qiáng)，氧原子之間的碰撞很容易產(chǎn)生較為穩(wěn)定的氧分子和臭氧，因此引起煤氣中氧濃度上升。

實驗方法

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

結(jié)果分析

由上圖公司1號、3號燃機(jī)的實驗數(shù)據(jù)曲線可看出，煤氣含氧量與電除塵裝置高壓電源存在以下關(guān)系：

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

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

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

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

2 改進(jìn)完善

為降低燃機(jī)停機(jī)后電除塵裝置對管道內(nèi)煤氣氧濃度的影響，我們對燃機(jī)及電除塵運行做了如下改進(jìn)措施：

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

2）修訂電除塵高壓電源運行規(guī)程

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

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

3）定期對在線式氧量儀進(jìn)行標(biāo)定，確保氧濃度測量的準(zhǔn)確性。

3 結(jié)語

自本案例問題出現(xiàn)到解決歷時近4個月，案例中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象和問題，除了要求具備系統(tǒng)的思維方式、方法，對待問題耐心、堅持不懈的工作作風(fēng)，還需具備思維大膽創(chuàng)新，學(xué)識面廣等要求。

【參考文獻(xiàn)】

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

第5篇：高壓電源范文

關(guān)鍵詞:物理創(chuàng)新 靜電除塵 四級管式

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

1907年,科特雷爾(Cottrell)首先將靜電除塵技術(shù)用于凈化工業(yè)煙氣獲得成功。如今,靜電除塵器已廣泛應(yīng)用于鋼鐵工業(yè)、有色冶金、建材工業(yè)、電力工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、輕紡工業(yè)以及其他工業(yè)領(lǐng)域乃至民用領(lǐng)域。統(tǒng)計資料表明,自1955年至現(xiàn)在,應(yīng)用靜電除塵器處理工業(yè)煙氣量大致呈指數(shù)增長。隨著對環(huán)境保護(hù)要求的日益嚴(yán)格,可以預(yù)計靜電除塵器的應(yīng)用會得到更迅速的提高和發(fā)展。這也是我們提出這個創(chuàng)新實驗的一個實用目的。

1 原理

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

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

2 設(shè)計過程

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

第6篇：高壓電源范文

關(guān)健詞：壓電陶瓷；自動控制；穩(wěn)定電源

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

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

中途分類號：TF762+.6文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編碼：

本儀器硬件電路包括CPU部分、D/A轉(zhuǎn)換、運放電路、信號發(fā)生電路、驅(qū)動電路、反饋、隔離電路等, 原理框圖見圖1

圖1

由原理框圖可見，從CPU發(fā)出的數(shù)字量經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后，進(jìn)行運算放大，放大后的電壓量驅(qū)動信號發(fā)生電路，產(chǎn)生的信號經(jīng)放大后驅(qū)動負(fù)載，最后由反饋隔離電路反饋回CPU，進(jìn)行輸出調(diào)整，使輸出滿足負(fù)載的電壓要求。具體電路如圖2所示。

圖2

一、CPU電路

如圖3所示，

圖3

CPU電路主要包括晶振和復(fù)位電路，如上圖所示。

二、D/A轉(zhuǎn)換

D/A轉(zhuǎn)換電路說明：

圖4

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

具體過程如下：

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

三、運放電路

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

圖5

四、信號發(fā)生電路

信號發(fā)生電路如圖6所示：

圖6

此圖6中，8腳（網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號C38）接收放大后的電壓作為調(diào)頻電壓，9腳輸出矩形波。

五驅(qū)動電路

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

圖7

六反饋隔離電路

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

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

圖8

七自適應(yīng)性的實現(xiàn)

先給定2051一定頻率電壓，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后放大，作為信號發(fā)生器8038的調(diào)頻電壓，8038的9腳輸出頻率與調(diào)頻電壓成正比的矩形波，矩形波經(jīng)無失真放大后驅(qū)動壓電陶瓷變壓器。若此矩形波的頻率與壓電陶瓷變壓器的諧振頻率相同，則壓電陶瓷處于最佳諧振狀態(tài)，輸出電壓最大。由于壓電陶瓷變壓器有其獨特性質(zhì)，當(dāng)電源電壓，環(huán)境溫度，負(fù)載阻抗和振蕩頻率發(fā)生變化時，輸出特性將有較大的變化，變化的結(jié)果將集中反映在輸出電壓或輸出電流的變化量上，這個變化量經(jīng)過變壓器，LF353放大，以及光電藕合后，反饋到CPU的P1.4腳，CPU將根據(jù)反饋電壓自動調(diào)整D/A輸出電壓，再由8038調(diào)節(jié)輸出頻率，使得輸出頻率在壓電陶瓷的諧振頻率上，實現(xiàn)對壓電陶瓷變壓器的自適應(yīng)控制。

參考文獻(xiàn):

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

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

第7篇：高壓電源范文

關(guān)鍵詞 短波發(fā)射機(jī)；日常維護(hù)；安全隱患；防護(hù)措施

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

短波發(fā)射機(jī)是廣電系統(tǒng)中重要的設(shè)備，只有確保短波發(fā)射機(jī)高質(zhì)高效的運行才能夠維持廣電系統(tǒng)相關(guān)部門工作的順利進(jìn)行。而有效地日常維護(hù)是保證短波發(fā)射機(jī)能夠正常運行的關(guān)鍵，短波發(fā)射機(jī)的維護(hù)是一項專業(yè)性較強(qiáng)的工作，對維護(hù)人員的要求較高，不僅要求維護(hù)人員要具備豐富的專業(yè)理論知識，還需具備扎實的實踐動手能力，除此之外還需具備嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。短波發(fā)射機(jī)的日常維護(hù)工作中存在一定的安全隱患，因此，維護(hù)人員在進(jìn)行維護(hù)工作的過程中，不僅需要嚴(yán)格的按照相關(guān)規(guī)章及制度進(jìn)行，同時還需要采取必要的安全防護(hù)措施，以保證工作安全和短波發(fā)射機(jī)的播出質(zhì)量。

1 短波發(fā)射機(jī)日常維護(hù)中存在的安全隱患

1.1 高頻對電源影響的安全隱患

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

1.2 高頻電擊隱患

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

1.3 高壓電擊隱患

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

1.4 高壓電源安全隱患

為了達(dá)到短波發(fā)射機(jī)的工作要求，短波發(fā)射機(jī)內(nèi)部需配置較多的高壓電源。由于這些高原電源的存在，使得短波發(fā)射機(jī)在實際的工作過程中需要進(jìn)行濾波處理，才能夠保證短波發(fā)射機(jī)的工作質(zhì)量處于最佳效果。為了進(jìn)行濾波，往往會在短波發(fā)射機(jī)的高壓電源負(fù)載旁設(shè)置相應(yīng)的濾波電容。濾波電容的設(shè)置雖然很好的解決了高壓電源帶來的問題，但是一旦當(dāng)濾波電容發(fā)生故障之后，就會導(dǎo)致其相應(yīng)電路的保護(hù)作用喪失。維護(hù)人員一旦在這樣喪失保護(hù)作用的環(huán)境下進(jìn)行維護(hù)工作，就十分容易發(fā)生安全事故，給維護(hù)人員的身體造成傷害。

1.5 雷擊危險

雷擊安全隱患主要存在于雷雨季節(jié)，因此維護(hù)人員在雷雨季節(jié)對短波發(fā)射機(jī)進(jìn)行維護(hù)工作時就存在較大的安全隱患。這種安全隱患主要是來自于雷雨水滴所形成的雷云，雷云一旦形成，當(dāng)其發(fā)生分離之后就會產(chǎn)生出正負(fù)兩種電荷。當(dāng)這些雷云分離后產(chǎn)生出來的電荷聚集在一起之后，就會形成較大的電場強(qiáng)度，一旦形成較大的電場強(qiáng)度就會導(dǎo)致發(fā)生放電，最終發(fā)生雷擊現(xiàn)象。當(dāng)雷擊發(fā)生時會產(chǎn)生非常大的電流，由于電流較大，因此豈會產(chǎn)生非常強(qiáng)大的沖擊力，這種沖擊力會在地網(wǎng)中形成電位差，而這種電位差會對維護(hù)人員的機(jī)體造成非常大的危害。

1.6 高溫、噪音危害

短波發(fā)射機(jī)的維護(hù)環(huán)境一般來說比較惡劣，部分短波發(fā)射機(jī)所處的環(huán)境甚至可以說是十分惡劣，而其中較為常見的環(huán)境因素就是高溫和噪音。當(dāng)維護(hù)人員長期在高溫、噪音的環(huán)境下進(jìn)行短波發(fā)射機(jī)的維護(hù)工作時，也會維護(hù)人員的身體健康和心理健康造成較大的危害。

2 短波發(fā)射機(jī)日常維護(hù)安全隱患的防護(hù)措施

2.1 選取合理的維護(hù)工具進(jìn)行維護(hù)工作

多數(shù)的短波發(fā)射機(jī)內(nèi)部均會有大量的集成電路和半導(dǎo)體，并且短波發(fā)射機(jī)內(nèi)部的部分元件多數(shù)是固定在一些非常細(xì)小的電路上，因此在對這類元件進(jìn)行維護(hù)時，維護(hù)人員的操作難度。因此，維護(hù)人員在進(jìn)行維護(hù)工作時，一定要注意選擇合理的操作工具，注重正確選用超拔器、吸錫烙鐵等細(xì)小型和專用型的工具，并且在這類工具的應(yīng)用工程中，要注意嚴(yán)格按照操作規(guī)范進(jìn)行，只有科學(xué)準(zhǔn)確的運用各種操作工具，才能夠確保維護(hù)工作的安全性。

2.2 高頻危險隱患的防護(hù)措施

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

2.3 濾波電容故障安全隱患防護(hù)措施

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

2.4 降低危險因素的危害值

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

2.5 雷雨季節(jié)要做好防雷擊措施

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

2.6 降低高頻對電源的影響作用

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

2.7 應(yīng)用自動化設(shè)備代替維護(hù)人員的操作

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

3 結(jié)論

短波發(fā)射機(jī)的日常維護(hù)工作比較惡劣，而且在短波發(fā)射機(jī)日常維護(hù)過程中的安全隱患因素錯綜復(fù)雜。因此，在短波發(fā)射機(jī)的日常維護(hù)中，除了要采取必要的安全防護(hù)措施，還要求維護(hù)人員在開展維護(hù)工作的過程中，必須要嚴(yán)格按照相關(guān)的維護(hù)制度和操作規(guī)定科學(xué)地進(jìn)行維護(hù)操作。只有嚴(yán)格按照規(guī)章制度進(jìn)行，才能夠確保高效高質(zhì)的完成短波發(fā)射機(jī)的維護(hù)工作，同時實踐表明，嚴(yán)格按照規(guī)章制度展開維護(hù)工作在很大程度上能夠提高預(yù)防安全事故發(fā)生的效果。除此之外，加強(qiáng)組織管理措施，加強(qiáng)對維護(hù)人員的安全教育和技能培訓(xùn)，不斷地提高維護(hù)人員的安全意識和專業(yè)技能，才能夠確保短波發(fā)射機(jī)維護(hù)工作的安全開展。

參考文獻(xiàn)

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

[2]王昌林.試論短波發(fā)射機(jī)的安全保護(hù)系統(tǒng)[J].民營科技，2015（1）：70.

第8篇：高壓電源范文

關(guān)鍵詞 電除塵；高頻高壓；效率 ；節(jié)能減排

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

0 引言

隨著國家環(huán)保要求越來越嚴(yán)，節(jié)能減排是鋼鐵行業(yè)的一項難點工作，鋼鐵行業(yè)的燒結(jié)機(jī)頭全部采用電除塵且電除塵器能耗高，電除塵如何提高效率來滿足目前環(huán)保要求又能降低能耗是環(huán)保專業(yè)人士的一項攻關(guān)課題，新興鑄管股份有限公司經(jīng)過考察與研究采用了龍凈環(huán)保公司的高頻高壓整流設(shè)備、同時改進(jìn)了振打傳動箱結(jié)構(gòu)形式、優(yōu)化振打工作方式、改進(jìn)了放灰系統(tǒng)的密封，既提高了除塵器效率又達(dá)到節(jié)能率30%以上。

1 電除塵器工作原理

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

2 電除塵技術(shù)參數(shù)及主要用電功率

1）型號：BY300/2-4 兩臺；

2）處理風(fēng)量：1680000m3/h；

3）有效截面積：300臥式雙室四電場靜電除塵器；

4）電場風(fēng)速 ：0.865m/s；

5）設(shè)備本體阻力：

6）同極間距：450mm。

設(shè)備名稱 規(guī)格等級 數(shù)量 單臺功率 設(shè)備總功率

靜電除塵器 300臥式雙室四電場 2

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

振打電機(jī) 380V 32 0.4kW 19.2kW

加熱器 380V 48 1.5kW 72kW

表1 電除塵主要用電情況

3 電除塵節(jié)能提效分析

3.1電除塵提高效率分析

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

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

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

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

3.2 電除塵器節(jié)能效率分析

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

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

4電除塵器提效節(jié)能措施

4.1電除塵器提效節(jié)能措施一：采用高頻高壓整流設(shè)備

4.1.1 高頻高壓整流設(shè)備工作原理

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

4.1.2高頻高壓整流設(shè)備的提效

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

圖1 高頻電源與工頻電源輸出對比

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

設(shè)備

名稱 規(guī)格等級 I1

(A) U2

(kV) I2

(mA) 輸出功率

(kW) 輸入功率

(kVA)

高頻

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

工頻

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

表2 電除塵主要用電情況（測試期間供電電壓在386V）

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

4.1.3 高頻電源的節(jié)能

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

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

4.2電除塵器提效節(jié)能措施二：對振打控制系統(tǒng)改進(jìn)

我單位振打控制系統(tǒng)采用定時自動振打，沒有達(dá)到依據(jù)工況變化而實時進(jìn)行調(diào)整，為此采取一種組合振打方式：

定周期振打：是在上位機(jī)上設(shè)定三種模式，模式1（一二電場振打周期4min，三四電場振打周期10分）、模式2（一電場振打周期5min，二三四電場振打周期10分）、模式3（一電場振打周期5min，二電場10min，三四電場振打周期20分），是以日?？刂乒襁\行參數(shù)及放灰量估算入口濃度進(jìn)行選擇。

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

4.3 電除塵器提效節(jié)能措施三：保溫箱的改進(jìn)

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

圖2 原保溫箱結(jié)構(gòu)圖3 改進(jìn)的保溫箱結(jié)構(gòu)

4.4電除塵器提效節(jié)能措施四：對卸灰系統(tǒng)的改造

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

5 應(yīng)用高頻電源的環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益

5.1環(huán)保效益

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

5.2節(jié)能效益

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

從表二測試數(shù)據(jù)計算年節(jié)電為：

（64-49.78）x16x24x350x0.62≈188.5(萬元)

2） 電加熱系統(tǒng)節(jié)電（以前每天運行12小時，改造后拆除）

48x1.5x12x350x0.62≈18.8(萬元)

3）共計節(jié)電率（188.5+18.8）/533=38.8%

6 結(jié)論

采用以上措施后除塵器運行穩(wěn)定可靠，為我公司的節(jié)能減排做出了貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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

第9篇：高壓電源范文

關(guān)鍵詞:高壓脈沖發(fā)生器;高壓脈沖變壓器;工控機(jī);自動控制

中圖分類號:TP273文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

文章編號:1004-373X(2010)04-201-03

Development of 200 kV Pulse Voltage Generator

MI Lun,ZHANG Peng

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

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

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

0 引 言

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

為滿足脈沖功率技術(shù)應(yīng)用研究的需要,在“200 kV脈沖發(fā)生器”[1]研制成果的基礎(chǔ)上,采用計算機(jī)控制技術(shù)對高壓脈沖的產(chǎn)生、輸出幅度、“+/-”極性和限流電阻轉(zhuǎn)換進(jìn)行自動控制。在“程控200 kV脈沖發(fā)生器”工作時,因貯能放電產(chǎn)生數(shù)十千安培的脈沖電流,同時,儀器還處于各種電器頻繁啟動 停止的環(huán)境中,因此,儀器的各種功能、技術(shù)指標(biāo)和可靠性取決于控制過程、高壓絕緣、抗強(qiáng)電磁干擾等技術(shù)的設(shè)計。

1 程控高壓脈沖發(fā)生器的組成和工作原理

程控200 kV脈沖發(fā)生器主要由可調(diào)直流高壓電源、儲能器、高壓脈沖變壓器、高壓開關(guān)、觸發(fā)器、控制器、工業(yè)控制計算機(jī)、打印機(jī)、存貯示波器、限流電阻箱、極性轉(zhuǎn)換器、電流測試環(huán)、高壓脈沖分壓器和可調(diào)直流電源等構(gòu)成,其原理方框圖如圖1所示。

圖1 程控高壓脈沖發(fā)生器示意圖

程控200 kV脈沖發(fā)生器的工作原理是采用高壓電容器貯能通過高壓開關(guān)瞬間放電[2],由高壓脈沖變壓器產(chǎn)生60～200 kV的高壓脈沖,該高壓脈沖經(jīng)“限流電阻轉(zhuǎn)換箱”加載到“負(fù)載”上,“高壓脈沖分壓器”與“負(fù)載”并聯(lián),“存貯示波器”監(jiān)測脈沖電壓/電流波形。計算機(jī)根據(jù)技術(shù)要求控制“可調(diào)直流電源”的輸出電壓即可得到不同的脈沖高壓輸出幅度;計算機(jī)輸出觸發(fā)脈沖便可調(diào)節(jié)高壓脈沖輸出的頻率;通過“示波器”采集電壓和電流波形的變化,分析負(fù)載的工作狀況,由此來決定電壓幅度和限流電阻的增加或減少。計算機(jī)通過控制“控制器”實現(xiàn)高壓脈沖“+/-”極性和限流電阻的自動轉(zhuǎn)換。

在整個程控過程中,計算機(jī)進(jìn)行狀態(tài)檢測,一旦出現(xiàn)故障,立即聲光報警,保存信息,并停止控制進(jìn)程,等排除故障后可重新進(jìn)入程控。

2 關(guān)鍵技術(shù)

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

2.1 高壓脈沖產(chǎn)生器

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

2.2 高壓脈沖“+/-”極性的轉(zhuǎn)換

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

2.3 限流電阻的自動轉(zhuǎn)換

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

采用低壓繼電器和牽引電磁鐵組成限流電阻的自動轉(zhuǎn)換控制器,其原理示意圖如圖3所示。絕緣結(jié)構(gòu)的設(shè)計是根據(jù)牽引電磁鐵的行程、絕緣介質(zhì)、工作電壓以及限流電阻的觸點和移動觸頭良好接觸進(jìn)行綜合設(shè)計,采用有機(jī)玻璃箱,將限流電阻、移動觸頭、觸點浸在變壓器油中,以保證其耐壓強(qiáng)度。

圖2 高壓脈沖“+/-”極性的轉(zhuǎn)換原理圖

圖3 限流電阻轉(zhuǎn)換原理示意圖

3 軟件設(shè)計

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

人機(jī)界面采用兩個窗體:一個用于輸入?yún)?shù),一個用于運行控制(實現(xiàn)參數(shù)輸入、運行、暫停、打印以及關(guān)機(jī)等功能),輸入的參數(shù)以文件的方式保存。

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

4 抗干擾技術(shù)

程控高壓脈沖發(fā)生器在工作過程中將產(chǎn)生60～200 kV的高壓脈沖,數(shù)千安培的脈沖電流,同時,高壓脈沖“+/-”極性和限流電阻的自動轉(zhuǎn)換使得各種電器頻繁啟動或停止。因此,設(shè)備的各種功能、技術(shù)指標(biāo)和可靠性都取決于系統(tǒng)特別是計算機(jī)抗強(qiáng)電磁干擾的能力。

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

圖4 系統(tǒng)抗干擾示意圖

4.1 系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計

為提高系統(tǒng)的抗干擾能力和工作的可靠性,根據(jù)技術(shù)要求確定合理的、科學(xué)的控制程序的同時,首先優(yōu)化系統(tǒng)的配置,選用適合于工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境、抗干擾能力強(qiáng)的設(shè)備儀器,如工業(yè)控制計算機(jī)、直流電源和繼電器(真空高壓繼電器、牽引電磁鐵)等,其次是設(shè)置合理控制量,以避免程序進(jìn)入死循環(huán)。

4.2 隔離技術(shù)

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

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

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

4.3 程序加固

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

5 樣機(jī)與結(jié)論

程控高壓脈沖發(fā)生器采用計算機(jī)控制技術(shù),實現(xiàn)了輸出幅度為±60～200 kV連續(xù)可調(diào)、高壓脈沖“+/-極性”及“限流電阻2～17 kΩ”轉(zhuǎn)換器的自動控制,其輸出波形圖如圖5所示。

圖5 程控高壓脈沖發(fā)生器輸出的高壓脈沖

“+/-”極性波形圖

6 結(jié) 語

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

參 考 文 獻(xiàn)

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