HL系列电源原理及应用介绍

1、HLHL系列电源原理及应用介绍系列电源原理及应用介绍上海激光电源设备有限责任公司上海激光电源设备有限责任公司l中国科学院上海光机所控股企业l激光核聚变工程中的单元技术l超过20年恒流电源设计和生产经验l拥有实施大型电除尘器高低压控制工程经验l上海市高新技术企业 l A 恒流源技术背景l B 恒流源原理l C 恒流源特点l D 智能恒流源技术l E 恒流源产品系列l F 附录l A 恒流源技术背景l B 恒流源原理l C 恒流源特点l D 智能恒流源技术l E 恒流源产品系列l F 附录l激光核聚变工程中的单元技术l激光核聚变工程中的单元技术l激光核聚变工程中的单元技术l A 恒流源技术背景l

2、B 恒流源原理l C 恒流源特点l D 智能恒流源技术l E 恒流源产品系列l F 附录l恒流源的工作原理l 当输出端短路时，电压源其输入电流为很大的数值。而恒流源其输入电流近似为0。 对节点A，IL1-IL2-IC=0。输出短路时，UC=UL2， IC超前UC 900, IL2滞后UL2 90,即IC与IL2相位差为180，LC组件调成IC= -IL2即IL2+IC=0,因而IL1=0 ，即电网输入电流为零。 从能量守恒定律阐述,输出短路时，输出功率为零，此时输入功率也应为零，输入电压为380V，所以输入电流也接近为零。 IL2IL1380VIL2Uc=UL2IL2CICICAL1L20 供

3、电伏安特性的比较（运行电流高于电压源） 恒流源电流决定电压，单值对应的伏安特性运行稳定。 恒流源伏安特性：主变量是电流，每一个电流对应一个电压值，如右图所示。电压源主变量是电压，当电压为U时，电流有两个值相对应I1、I2，其中I2工作在负阻区(电压上升，电流下降)如左图所示。因而恒流源运行更稳定，能长期保持沉积效率。l A 恒流源技术背景l B 恒流源原理l C 恒流源特点l D 智能恒流源技术l E 恒流源产品系列l F 附录 恒流源 I主控因素 I=U/R 粉尘浓度 R I 不变 U 功率(P=UI) 效率 恒定 正反馈 电压源 U主控因素 U=IR 粉尘浓度 R U 不变 I 功率(P=

4、UI) 效率 负反馈抑制电晕闭塞和阴极线肥大 l粉尘浓度增大，阻碍带电粒子迁移，形成电晕“闭塞”；l恒流源正反馈，粉尘浓度增大，输出电压自动升高，有效克服电晕“闭塞”；l恒流源正反馈，极板、极丝不易积灰，有效抑制阴极线肥大的发生。 能抑制火花放电的发展、对电除尘器机械缺陷不明显l火花放电 形成放电通道 除尘器内等效阻抗Rl恒流源I=U/R 正反馈 R U 功率P 抑制火花放电 l电压源U=IR 负反馈 R I 功率P 不能抑制火花放电 放电通道可能击穿 可能损害电除尘器 运行电压高于电压源 恒流源输出电压为正弦波，电压源输出电压为切角的正弦波。设导通角为900时，电压源输出电压的平均值为恒流源

5、的一半。 恒流电源输入输出均为正弦波，输入阻抗呈阻性。经数学推导可得知U1与I1同相，因而功率因数较高。我公司企业标准COS0.9，实际COS0.95接近1。而电压源的功率因数行业标准为COS=0.8，同样的设备如消耗的有功功率相同，则视在功率电压源要大的多。恒流电源节能效果明显。 恒流源变压器的体积小、重量轻，这是因为： （1）电压源运行波形为缺角正弦波，有较多的高次谐波，铁损较大。而恒流源运行波形为正弦波，无高次谐波，铁损小，因而用铁芯较小，而我公司采用日本进口冷轧硅钢片C型铁芯，体积就更小了。 （2）在发生闪络时，电压源即使有电抗器滤波也有较大的冲击电流，产生较大的电动力，因而在设计变压

6、器时不得不考虑这一因素而使其体积偏大。而恒流源输出电流是恒定的，在设计变压器时无需考虑冲击电流的“电动力”影响。因此体积小，重量也就小。 积木式结构，并联关系 l并联关系l某一路出现故障，不影响整机l运行时间长，稳定可靠l无复杂电子器件l耐腐蚀、寿命长快速保护系统l有快速过电压保护器（专利保护）l欠压报警系统l双相可控硅l响应时间毫秒级l双重保护l有其它保护接口（如过氧、门开关等）l A 恒流源技术背景l B 恒流源原理l C 恒流源特点l D 智能恒流源技术l E 恒流源产品系列l F 附录 研发背景：研发背景： 高比电阻粉尘收集到收尘极上，电荷不易释放。这时一方面由于粉尘层电荷未能及时释放

7、，其表面电荷极性与电晕极极性相同，便排斥后来的荷电粉尘。另一方面由于粉尘层电荷释放缓慢，会在粉尘间形成较大的电位梯度。随着粉尘层增厚，电场强度不断增大，当粉尘层中的电场强度大于其临界值时，粉尘层中的气体被击穿，产生与电晕极极性相反的正离子，所产生的正离子便向电晕极运动，中和电晕区带负电的粒子。其结果是电场闪络频繁，电流大幅度增大，电压降低，运行参数极为不稳，除尘效率显著下降。此外电源供给的能量中只有小部分用于除尘，大部分消耗于反电晕上，对于节能极为不利。智能常规运行方式： 当电场内出现大火花放电时，电源立即关断，抑制火花放电。并在下一个供电周期开始时电源恢复供电，直至下一个火花来临再次调整。波

8、形示意图：50大火花t(mS)大火花2010Oi30404030iOt(mS)1020恒流电源其它电源智能间歇运行方式： 间歇供电是通过对常规工频高压电压的控制，使恒流直流高压按照设定的合适的供电时间和间歇时间比例输出，使得收尘极上的粉尘层电荷有足够的释放时间，从而消除反电晕，提高除尘效果。波形示意图：it(ms)1002030405060708090100110120智能脉冲运行方式: 提高二次电流峰值，压缩供电单位周期，提高电源的频率。微观表现为增加荷电强度，减少荷电时间，使得高比电阻粉尘易于捕集，有效克服反电晕。波形示意图：iOt(ms)1 02 03 04 0Imm3Il A 恒流源技

9、术背景l B 恒流源原理l C 恒流源特点l D 智能恒流源技术l E 恒流源产品系列l F 附录lHLS型（手动）lHLP型（自动、手动）-PLClHLD型（远程自动、现场手动）-DCSlHLA型（自动、手动、兼容通讯）-DSP l A 恒流源技术背景l B 恒流源原理l C 恒流源特点l D 智能恒流源技术l E 恒流源产品系列l F 附录山铝氧化铝厂电除尘器控制设计方案l操作站操作站w系统总线系统总线l控制站控制站CPUCPUl控制站电源控制站电源l远程远程I/OI/O总线总线lNIUNIU节点接口单元节点接口单元现场操作站现场控制站1#电收尘器各控制信号2#电收尘器各控制信号3#电收尘器各控制信号4#电收尘器各控制信号5#电收尘器各控制信号6#电收尘器各控制信号工程师站山铝氧化铝厂4#窑电除尘器系统DCS流程图有色冶炼行业部分用户名单l葫芦岛锌厂l韶关冶炼厂l株洲冶炼厂l白银公司第三冶炼厂l安徽铜都铜业股份金昌冶炼厂l柳州锌品厂l金川有色金属公司第一冶炼厂l水口山矿物局第三冶炼厂冶金行业部分用户名单l宝山钢铁集团公司l济南钢铁集团公司l邯郸钢铁集团公司l马鞍山钢铁集团公司l水城钢铁集团公司l南京钢铁集团