HL系列電源原理及應(yīng)用介紹

1、hlhl系列電源原理及應(yīng)用介紹系列電源原理及應(yīng)用介紹上海激光電源設(shè)備有限責(zé)任公司上海激光電源設(shè)備有限責(zé)任公司企業(yè)簡(jiǎn)介l中國(guó)科學(xué)院上海光機(jī)所控股企業(yè)l激光核聚變工程中的單元技術(shù)l超過(guò)20年恒流電源設(shè)計(jì)和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)l擁有實(shí)施大型電除塵器高低壓控制工程經(jīng)驗(yàn)l上海市高新技術(shù)企業(yè)目 錄 l a 恒流源技術(shù)背景l(fā) b 恒流源原理l c 恒流源特點(diǎn)l d 智能恒流源技術(shù)l e 恒流源產(chǎn)品系列l(wèi) f 附錄目 錄l a 恒流源技術(shù)背景l(fā) b 恒流源原理l c 恒流源特點(diǎn)l d 智能恒流源技術(shù)l e 恒流源產(chǎn)品系列l(wèi) f 附錄a1 恒流源技術(shù)背景l(fā)激光核聚變工程中的單元技術(shù)a2 恒流源技術(shù)背景l(fā)激光核聚變工程中的單

2、元技術(shù)a3 恒流源技術(shù)背景l(fā)激光核聚變工程中的單元技術(shù)目 錄l a 恒流源技術(shù)背景l(fā) b 恒流源原理l c 恒流源特點(diǎn)l d 智能恒流源技術(shù)l e 恒流源產(chǎn)品系列l(wèi) f 附錄b1 恒流源原理l恒流源的工作原理b2 恒流源原理l 當(dāng)輸出端短路時(shí)，電壓源其輸入電流為很大的數(shù)值。而恒流源其輸入電流近似為0。 對(duì)節(jié)點(diǎn)a，il1-il2-ic=0。輸出短路時(shí)，uc=ul2， ic超前uc 900, il2滯后ul2 90,即ic與il2相位差為180，lc組件調(diào)成ic= -il2即il2+ic=0,因而il1=0 ，即電網(wǎng)輸入電流為零。 從能量守恒定律闡述,輸出短路時(shí)，輸出功率為零，此時(shí)輸入功率也應(yīng)為零

3、，輸入電壓為380v，所以輸入電流也接近為零。 il2il1380vil2uc=ul2il2cicical1l20 供電伏安特性的比較（運(yùn)行電流高于電壓源） 恒流源電流決定電壓，單值對(duì)應(yīng)的伏安特性運(yùn)行穩(wěn)定。 恒流源伏安特性：主變量是電流，每一個(gè)電流對(duì)應(yīng)一個(gè)電壓值，如右圖所示。電壓源主變量是電壓，當(dāng)電壓為u時(shí)，電流有兩個(gè)值相對(duì)應(yīng)i1、i2，其中i2工作在負(fù)阻區(qū)(電壓上升，電流下降)如左圖所示。因而恒流源運(yùn)行更穩(wěn)定，能長(zhǎng)期保持沉積效率。b3 恒流源原理電壓源供電伏安特性曲線恒流源供電伏安特性曲線目 錄l a 恒流源技術(shù)背景l(fā) b 恒流源原理l c 恒流源特點(diǎn)l d 智能恒流源技術(shù)l e 恒流源產(chǎn)品

4、系列l(wèi) f 附錄電壓自動(dòng)跟蹤性、正反饋特性 恒流源 i主控因素 i=u/r 粉塵濃度 r i 不變 u 功率(p=ui) 效率 恒定 正反饋 電壓源 u主控因素 u=ir 粉塵濃度 r u 不變 i 功率(p=ui) 效率 負(fù)反饋c1 恒流源特點(diǎn)抑制電暈閉塞和陰極線肥大 l粉塵濃度增大，阻礙帶電粒子遷移，形成電暈“閉塞”；l恒流源正反饋，粉塵濃度增大，輸出電壓自動(dòng)升高，有效克服電暈“閉塞”；l恒流源正反饋，極板、極絲不易積灰，有效抑制陰極線肥大的發(fā)生。c2 恒流源特點(diǎn) 能抑制火花放電的發(fā)展、對(duì)電除塵器機(jī)械缺陷不明顯l火花放電 形成放電通道 除塵器內(nèi)等效阻抗rl恒流源i=u/r 正反饋 r u

5、功率p 抑制火花放電 l電壓源u=ir 負(fù)反饋 r i 功率p 不能抑制火花放電 放電通道可能擊穿 可能損害電除塵器 c3 恒流源特點(diǎn)運(yùn)行電壓高于電壓源 恒流源輸出電壓為正弦波，電壓源輸出電壓為切角的正弦波。設(shè)導(dǎo)通角為900時(shí)，電壓源輸出電壓的平均值為恒流源的一半。 c4 恒流源特點(diǎn)功率因數(shù)高、節(jié)電效果明顯 恒流電源輸入輸出均為正弦波，輸入阻抗呈阻性。經(jīng)數(shù)學(xué)推導(dǎo)可得知u1與i1同相，因而功率因數(shù)較高。我公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)cos0.9，實(shí)際cos0.95接近1。而電壓源的功率因數(shù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為cos=0.8，同樣的設(shè)備如消耗的有功功率相同，則視在功率電壓源要大的多。恒流電源節(jié)能效果明顯。 c5 恒流源特點(diǎn)

6、變壓器體積、重量縮小1/3 恒流源變壓器的體積小、重量輕，這是因?yàn)椋?（1）電壓源運(yùn)行波形為缺角正弦波，有較多的高次諧波，鐵損較大。而恒流源運(yùn)行波形為正弦波，無(wú)高次諧波，鐵損小，因而用鐵芯較小，而我公司采用日本進(jìn)口冷軋硅鋼片c型鐵芯，體積就更小了。 （2）在發(fā)生閃絡(luò)時(shí)，電壓源即使有電抗器濾波也有較大的沖擊電流，產(chǎn)生較大的電動(dòng)力，因而在設(shè)計(jì)變壓器時(shí)不得不考慮這一因素而使其體積偏大。而恒流源輸出電流是恒定的，在設(shè)計(jì)變壓器時(shí)無(wú)需考慮沖擊電流的“電動(dòng)力”影響。因此體積小，重量也就小。 c6 恒流源特點(diǎn)積木式結(jié)構(gòu)，并聯(lián)關(guān)系 l并聯(lián)關(guān)系l某一路出現(xiàn)故障，不影響整機(jī)l運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，穩(wěn)定可靠l無(wú)復(fù)雜電子器件l耐

7、腐蝕、壽命長(zhǎng)c7 恒流源特點(diǎn)快速保護(hù)系統(tǒng)l有快速過(guò)電壓保護(hù)器（專利保護(hù)）l欠壓報(bào)警系統(tǒng)l雙相可控硅l響應(yīng)時(shí)間毫秒級(jí)l雙重保護(hù)l有其它保護(hù)接口（如過(guò)氧、門開(kāi)關(guān)等）c8 恒流源特點(diǎn)目 錄l a 恒流源技術(shù)背景l(fā) b 恒流源原理l c 恒流源特點(diǎn)l d 智能恒流源技術(shù)l e 恒流源產(chǎn)品系列l(wèi) f 附錄 研發(fā)背景：研發(fā)背景： 高比電阻粉塵收集到收塵極上，電荷不易釋放。這時(shí)一方面由于粉塵層電荷未能及時(shí)釋放，其表面電荷極性與電暈極極性相同，便排斥后來(lái)的荷電粉塵。另一方面由于粉塵層電荷釋放緩慢，會(huì)在粉塵間形成較大的電位梯度。隨著粉塵層增厚，電場(chǎng)強(qiáng)度不斷增大，當(dāng)粉塵層中的電場(chǎng)強(qiáng)度大于其臨界值時(shí)，粉塵層中的氣體

8、被擊穿，產(chǎn)生與電暈極極性相反的正離子，所產(chǎn)生的正離子便向電暈極運(yùn)動(dòng)，中和電暈區(qū)帶負(fù)電的粒子。其結(jié)果是電場(chǎng)閃絡(luò)頻繁，電流大幅度增大，電壓降低，運(yùn)行參數(shù)極為不穩(wěn)，除塵效率顯著下降。此外電源供給的能量中只有小部分用于除塵，大部分消耗于反電暈上，對(duì)于節(jié)能極為不利。d1 智能恒流源技術(shù)智能常規(guī)運(yùn)行方式： 當(dāng)電場(chǎng)內(nèi)出現(xiàn)大火花放電時(shí)，電源立即關(guān)斷，抑制火花放電。并在下一個(gè)供電周期開(kāi)始時(shí)電源恢復(fù)供電，直至下一個(gè)火花來(lái)臨再次調(diào)整。波形示意圖：50大火花t(ms)大火花2010oi30404030iot(ms)1020恒流電源其它電源d2 智能恒流源技術(shù)智能間歇運(yùn)行方式： 間歇供電是通過(guò)對(duì)常規(guī)工頻高壓電壓的控制，

9、使恒流直流高壓按照設(shè)定的合適的供電時(shí)間和間歇時(shí)間比例輸出，使得收塵極上的粉塵層電荷有足夠的釋放時(shí)間，從而消除反電暈，提高除塵效果。波形示意圖：it(ms)1002030405060708090100110120智能脈沖運(yùn)行方式: 提高二次電流峰值，壓縮供電單位周期，提高電源的頻率。微觀表現(xiàn)為增加荷電強(qiáng)度，減少荷電時(shí)間，使得高比電阻粉塵易于捕集，有效克服反電暈。波形示意圖：iot(ms)1 02 03 04 0imm3i目 錄l a 恒流源技術(shù)背景l(fā) b 恒流源原理l c 恒流源特點(diǎn)l d 智能恒流源技術(shù)l e 恒流源產(chǎn)品系列l(wèi) f 附錄e 恒流源產(chǎn)品系列l(wèi)hls型（手動(dòng)）lhlp型（自動(dòng)、手動(dòng)

10、）-plclhld型（遠(yuǎn)程自動(dòng)、現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)）-dcslhla型（自動(dòng)、手動(dòng)、兼容通訊）-dsp目 錄 l a 恒流源技術(shù)背景l(fā) b 恒流源原理l c 恒流源特點(diǎn)l d 智能恒流源技術(shù)l e 恒流源產(chǎn)品系列l(wèi) f 附錄山鋁氧化鋁廠電除塵器控制設(shè)計(jì)方案l操作站操作站w系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線l控制站控制站cpucpul控制站電源控制站電源l遠(yuǎn)程遠(yuǎn)程i/oi/o總線總線lniuniu節(jié)點(diǎn)接口單元節(jié)點(diǎn)接口單元現(xiàn)場(chǎng)操作站現(xiàn)場(chǎng)控制站1#電收塵器各控制信號(hào)2#電收塵器各控制信號(hào)3#電收塵器各控制信號(hào)4#電收塵器各控制信號(hào)5#電收塵器各控制信號(hào)6#電收塵器各控制信號(hào)f1 附錄工程師站山鋁氧化鋁廠4#窯電除塵器系統(tǒng)dcs流程圖f2 附錄有色冶煉行業(yè)部分用戶名單l葫蘆島鋅廠l韶關(guān)冶煉廠l株洲冶煉廠l白銀公司第三冶煉廠l安徽銅都銅業(yè)股份金昌冶煉廠l柳州鋅品廠l金川有色金屬公司第一冶煉廠l水口山礦物局第三冶煉廠f3 附錄冶金行業(yè)部分用戶名單l寶山鋼鐵集團(tuán)公司l濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)公司l邯鄲鋼鐵集團(tuán)公司l馬鞍山鋼鐵集團(tuán)公司l水城鋼鐵集團(tuán)公司l南京鋼鐵集團(tuán)公