[其他]恒流高压直流电源

说明书

本实用新型是静电除尘领域中使用的恒流高压直流电源。

目前，现有技术大都由恒流源及其控制电路、高压变压器和整流桥部分组成。其中恒流源及其控制线路有两种类型。一种是磁放大器控制饱和电抗器的恒流源，例如济南化工机械厂的产品；另一种是可控硅移相恒流电源，例如西德某厂八十年代的产品，上海电阻厂（仿西德）产品，鞍山半导体器件厂和北京高压静电设备厂的产品等。这两种电源都有一些缺点：功率因数低（COSφ为0.5左右），占有电网的容量较大，无功损耗较大；线路复杂（尤其是可控硅移相恒流电源），制造维修均需要较高的技术，故障率高；可控硅移相恒流电源，电压电流波形不好，容易引起除尘电场闪络。

本实用新型的主要任务是，提供一个结构简单性能可靠，功率因数高、不怕闪络的恒流高压直流电源。

本实用新型由恒流源、恒流调节控制电路、过电压保护电路、高压变压器和整流桥组成。恒流源是单相T型L－C变换器；恒流调节控制电路由继电器和小容量调压器组成；过电压保护电路主要由稳压管和一只直流继电器组成。

本实用新型的电路方案如图一所示。

电路1是L－C变换器，其等效电路如图二所示。图中L_S为高压变压器折算到初级的漏感，R为折算到高压变压器初级的负载电阻。电感L₁和电容C必须满足下述关系式：

L₁＝1.014×10^－5／C

此时，高压变压器的输出电流不随负载电阻R变化，也就是说L－C变换器构成了恒流源。

L₁和L₂的关系为

L₂＝nL₁

考虑到高压变压器的漏感L_S·n可以在O到（1－L_S／L₁）之间任意选择，亦即

0≤n≤（1－L_S／L₁）

n选得小些，更有利于减少L－C变换器的标称功率，节省材料；n大些，更有利于提高功率因数COSφ₁。这里COSφ₁为L－C变换器输入端的功率因数。

为了使功率因数获得最大值（即COSφ₁＝1），应该选择：

n＝1－L_S／L₁

此时，不论负载电阻R的大小如何，L－C变换器输出端的电压和电流都是同相位的。如果不考虑L－C变换器和高压变压器的有功损耗以及整流桥的电压降，则当除尘电场闪络（即R＝0）时，电网输入L－C变换器的电流为0。这是L－C恒流源的一个有趣的特性。

当高压变压器的漏感L_S较大时，选取n＝1－L_S／L₁是很有利的，既能减少L－C变换器的标称功率又能获得最大的功率因数。

为了使输了电流能够从0开始连续调节，在L－C变换器前需加调压器。为了减少调压器的容量，我们可以把一个大容量的L－C变换器分成P个並联单元，如图三所示。此时调压器的容量只要1／P就可以了。

为了实现P个单元的並联组合，需要一组继电器控制电路，如图四所示。合上开关K₁，继电器J₁吸合，第一单元（L－C）₁运行；合上K₂，第二单元（L－C）₂投入运行，依此类推，所有各单元均可根据工作需要分别投入运行。带调压器的单元可以微调输出电流。

本实用新型中的过电压保护电路，如图一中的电路3所示。DW是硅稳压管，J_过压是直流继电器。工作原理是，当高压变压器初级电压U₂经过整流滤波后超过稳压管定电压时，继电器J_过压吸合，使全部继电器失电跳闸。J_过压吸合时的U₂的数值称为保护线，记为U_2护，稳压管的稳定电压由下式选择：

U_DW＝KU_2护－I_吸合（R₂＋R_动态＋R_J）