Устройство для питания электрофильтра знакопеременным напряжением Советский патент 1988 года по МПК B03C3/38 

со

00

to

4 СО

оэ

Изобретение относится к электротехнике, а именно к источникам питания электрофильтров, улавливающих высокоомные пыли.

Цель изобретения - повышение эффективности газоочистки путем увеличения среднего напряжения, прикладываемого к электродам .электрофильтра.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для питания электрофильтра знакопеременным напряжением; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства; на фиг. 3 - блок-схема датчика уровня напряжения; на фиг. 4- временные диаграммы работы датчика уровня напряжения.

Электрофильтр 1 через коммутатор 2 соединен с положительным полюсом высоковольного регулируемого источника

3 постоянного напряжения, а через коммутатор 4 - с отрицательным полюсом высоковольтного регулируемого источника 5 постоянного напряжения. Высоковольные регулируемые источники 3 и 5 постоянного напряжения содержа высоковольтные повышающие трансформаторы 6 и 7 соответственно. Высоковольтная обмотка трансформатора 6 соединена с мостовьм выпрямителем 8, положительный полюс которого подключен к аноду коммутатора 2, а отрицательный через датчик 9 тока соединен с общей точкой схемы. Высоковольтная обмотка трансформатора 7 соединена с мостовым выпрямителем 10, отрицательный полюс которого подключен к катоду коммутатора 4, а положительный соединен через датчик 11 тока с общей точкой схемы. Низко- вольтные обмотки трансформаторов 6 и 7 соединены через тиристорные регуляторы 12 и 13 соответственно с сетевым входом источника. Управляющие входы тиристорного регулятора 12 соединены с выходами формирователя

14управляющих импульсов, первый вхо которого соединен с выходом датчика

9 тока, второй - с выходом датчика

15напряжения, который включен между осадительными и коронирующими электродами электрофильтра 1, третий - с первым выходом блока 16 управления. Управляющие входы тиристорного регулятора 13 соединены с выходами фор- мирователя 17 управляющих импульсов, входы которого соединены: первый с выходом датчика 11 тока, второй - с выходом делителя 15 напряжения, а

5

5

0

5 0 5

0 5

третий - с вторым выходом блока 16 управления, третий выход которого соединен через выходной формирователь 18 импульсов с управляющим входом коммутатора 2, четвертый - через выходной формирователь 19 импульсов с управляющим входом коммутатора 4, а пятый и шестой выходы - соответственно с третьим и четвертым входами датчика уровня напряжения.

Блок 16 управления состоит из задающего генератора 20, выход которого подключен к счетному входу первого триггера 21, первый выход которого соединен с первыми входами первой схемы И 22, перво,, схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 23 и через дифференцирующее устройство 24 с первым входом второго триггера 25. Второй выход триггера 21 соединен с первыми входами второй схемы И 26, второй схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 27 и через дифференцирующее устройство 28 с первым входом третьего триггера 29, выход которого соединен с четвертым входом датчика 30 уровня напряжения и с вторыми входами схем ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 23 и 27, третьи входы которых соединены с выходом второго триггера 25 и с третьим входом датчика 30 уровня напряжения.

Первым выходом блока 16 управления является выход схемы И 22, вторым - выход схемы И 26, третьим - выход схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 23, который соединен с первым входом схемы И 22, четвертым - выход схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 27, который соединен с первым входом схемы И 26, пятый и шестой - выходы триггеров 25 м 29 соответственно.

Вход блока 16 управления соединен с выходом датчика 30 уровня напряжения, первый вход которого соединен с делителем 15 напряжения, второй - с источником 31 опорного напряжения.

Датчик 30 уровня напряжения (фиг. 3) состоит из схемы ИЛИ 32, первый вход которой соединен с пятым выходом блока 16 управления, а второй вход - с выходом 6 блока 16 управления. Выход схемы ИЛИ 32 соединен с первым входом схемы И 33, второй вход которой соединен с выходом схемы 34 сравнения, первый вход которой соединен с выходом делителя 15 напряжения, а второй - с источником 31 опорного напряжения. Выход схемы И 33

соединен с входом блока 16 управления.

Устройство работает следующим образом.

Высоковольтные источники 3 и 5 поддерживают на электрофильтре 1 предпробивное напряжение в течение положительной или отрицательной полуволны знакопеременного напряжения. Блок 16 управления вырабатывает импульсы управления коммутаторами 2 и 4 и источниками 3 и 5 питания так, что при включении устройства подаются отпирающие сигналы, например, на коммута тор 2 и источник 3. На электрофильтр при этом формируется напряжение положительной полярности, а коммутатор 4 и источник 5 заперты. При переключении полярности напряжения на элект рофильтры сначала выключается рабо- такяций источник 3, а коммутатор 2, подключающий его к электрофильтру, остается некоторое время включенным. При уменьшении напряжения предыдущей полярности на электрофильтре, до некоторого минимального значения, по сигналу с датчика 30 уровня напряжения выключается работающий коммутатор 2, а включаются коммутатор 4 и источник 5. На электрофильтре формируется напряжение отрицательной полярности. Далее все происходит аналогично описанному.

Формирование импульсов управления осуществляется следующим образом.

На счетный вход триггера 21 поступает сигнал и, (фиг. 2) с выхода задающего генератора 20 и задает режим переключения знакопеременного напряжения на электрофильтре 1. Частота и скважность переключения задаются исходя из физико-химических свойств пыли и технологических параметров электрофильтра 1. С выходов триггера 21 снимаются два противофазных сигнала и 2, U (фиг. 2), которые поступают на вход дифференцирующих устройств 24 и 28 и преобразуются в короткие импульсы 1/4, и 5, перебрасывающие триггеры 25 и 29 в противоположное состояние. В этот момент времени, соответствующий моменту поступления сигнала с задающего генератора 20, выключается источник питани текущей полярности. На вторые входы триггеров 25 и 29 поступает сигнал и,, соответствующий моменту снижени напряжения на электрофильтре до не

O

5

0

которого минимального уровня, который задается величиной напряжения уставки LF о . Сигнал Uf, перебрасывает триггеры 25 и 29 в исходное состояния. В этот момент выключается коммутатор, подключавший к электрофильтру источник напряжения предыдущей полярности и включается источник напряжения последующей полярности и подключающий его коммутатор.

Таким образом, с выходов триггеров 25 и 29 снимаются импульсы U, . U, , длительность который определяет время опережения момента выключения источника питания относительно момента выключения коммутатора, подключающего его е электроду. Далее выходные импульсы триггеров 25 и 29 поступают на входы схем 23 и 27, выполняющих функцию ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, на первые входы которых поступают сигналы с соответствующих выходов триггера 21. С выхода схемы 23 снимается сигнал Ug (фиг. 2) на включение коммутатора 2. Этот сигнал поступает также на вход схемы И 22, на другой вход которой поступает сигнал U с выхода триггера 21. При этом на выходе схемы И 22 формируется сигнал U,j, на включение источника 3 положительной полярности. Аналогично с выхода схемы 27 снимается сигнал U,, (фиг. 2) на включение коммутатора 4, с выхода схемы И 26 - сигнал и на включение источника 5 отрицательной полярности. При этом формируются жестко синхронизированные сигналы управления коммутаторами и источниками питания. Выходные импульсы с блока 16 управления поступают на формирователи 18 и 19 импульсов управления коммутаторами 2 и 4, обеспечивая подачу на ускоряющие электроды коммутаторов прямоугольных импульсов напряжения заданной величины. Например, для коммутатора на вентиле типа ЭЛВ 1/150 амплитуда испульса напряжения 2-4 кВ при токе до 30 мА. На выходе источника 3 положительной полярности формируется напряжение U ,,, на выходе источника 5 отрицательной полярности - U, , на электрофильтре - U , .

Датчик 30 уровня напряжения (фиг. 1) фиксирует момент времени, когда после выключения какого-либо источника (положительной или отрицательной полярности) напряжение на электрофильтре снижается до некоторо

го минимального значения. Так как электрофильтр работает в режиме постоянных электрических пробоев и регулирование напряжения на нем осуществляется по частоте искровых пробоев, напряжение на электрофильтре в течение любого полупериода знакопеременного напряжения периодически (при искровом пробое) резко (с длительностью фронта десятки миллисекунд) падает практически до нуЛя, а затем после паузы в 2-3 полупериода сетево но напряжения вновь поднимается до пробивного значения. При этом необ- ходимо различать снижение напряжения вызванное пробоем в электрофильтре, и снижение напряжения, вызванное отключением источника питания. Датчик 30 уровня напряжения работает следующим образом.

Напряжение . (фиг. 4), пропорциональное напряжению на электро- фильтре, снимается с делителя 15 напряжения, который представляет собой омический делитель, и поступает на вход схемы ЗД сравнения. На выходе схемы ЗА сравнения появляется сигнал

и

/9

(фиг. 4) в момент снижения напряжения на электрофильтре до некоторого значения, задаваемого подачей на второй вход схемы 34 напряжения

и.

пропорционального желаемому

уровню. Схема

и

«

ИЛИ 32 складывает сигналы и,т (фиг. 4) с выходов триггеров 25 и 29, передний фронт которых соответствует моменту начала переключения полярности напряжения на электрофильре, т.е. моменту выключения высоковольтного регулируемого источника постоянного напряжения. Результат сложения сигналов U, пос- турает на вход схемы И 33. На выходе

схемы 33 появляются импульсы Ug, со- схем ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соответственно.

ответствующие моменту снижения напряжения на электрофильтре до некоторого значения, происшедшего при переключении полярности знакопеременного напряжения,

50

а вторые входы - с первыми входами соответственно первой и второй схем ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, с противофазными выходами первого триггера и входами первого и второго дифференцирующих устройств, а первые входы второго и третьего триггеров соединены с выходами соответственно первого и второго дифференцирующих устройств.

е т е и и я

Формула изобр

Устройство для питания электрофильтра знакопеременным напряжением.

10

о-,

п

20

3824936

содержащее два регулируемых источника высокого напряжения разной полярности, соединенных через высоковольтные коммутаторы с электродами электрофильтра, делитель напряжения на электрофильтре, соединенный с вторыми входами источников высокого напряжения, первый и второй выходные формирователи импульсов, выходы которых соединены с управляющими входами соответствующих высоковольтных коммутаторов, и блок управления, содержащий задающий генератор, выход которого соединен со счетным входом первого триггера, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности газоочистки путем увеличения среднего напряжения, прикла- лываемого к электродам электрофильтра, оно дополнительно содержит датчик уровня напряжения, источник опорного напряжения и введенные в блок управления два дифференцирующих устройства, второй и третий триггеры, первую и вторую схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и первую и вторую схемы И, при этом первый вход датчика напряжения соединен с делителем напряжения на электрофильтре, второй вход - с источником опорного напряжения, а третий и Четвертый входы соответственно - с выходами второго и третьего триггеров, вторые входы которых соединены с выходом датчика напряжения и соответственно с вторыми и третьими входами первой и второй схем ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ. ИЛИ, выходы первой и второй схем И соединены с входами соответствующих высоковольтных источников напряжения, первые входы - с входами соответственно первого и второго выходных формирователей импульсов и с выходами первой и второй

25

30

35

40

0

а вторые входы - с первыми входами соответственно первой и второй схем ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, с противофазными выходами первого триггера и входами первого и второго дифференцирующих устройств, а первые входы второго и третьего триггеров соединены с выходами соответственно первого и второго дифференцирующих устройств.

lL

JL

П

П

гт

JI

IL

t

I r

rLj

П

ri t

П

П

Изобретение предназначено для питания электрофильтра знакопеременным напряжением и позволяет повысить эффективность газоочистки путем увеличения среднего напряжения, прикладываемого к электродам электрофильтра. Устройство для питания электрофильтра знакопеременным напряжением содержит два регулируемых источника 3 и 5 постоянного напряжения, соединенных через высоковольтные коммутаторы 2 и 4 с электродами электрофильтра 1, делитель 15 напряжения, соединный с источниками 3, 5 постоянного напряжения, источником 31 опорного напряжения и блоком 16 управления, выходы которого соединены с регулируемыми источниками 3, 5 постоянного напряжения, а через выходные формирователи 18, 19 импульсов - соединены с управляющими вхо- высоковольтных KONtMyTaTopoB , 4. 4 ил. S (Л

оПП

У(

/

I I I

П

n

cftuz.3

Фие.