hl系列电源原理及应用介绍

1、HL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 企业简介 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 目 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 目 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 A1 恒流源技术背景 l激光核聚变工程中的单元技术 A2 恒流源技术背景 l激光核聚变工程中的单元技术 A3 恒流源技术背景 l激光核聚变工程中的单元技术 目 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 B1 恒流源原理 l恒流源的工作原理 B2 恒流源原理 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

2、 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。 IL2 供电伏安特性的比较（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。 B3 恒流源原理 电压源供电伏安特性曲线 恒流源供电伏安特性曲线 目 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 电压自动跟踪性、正反馈特性 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

3、 功率(P=UI) 效率 负反馈 C1 恒流源特点 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。 C2 恒流源特点 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R l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 C3 恒流源特点 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的一半。 C4 恒流源特点 功率因数高、节电效果明显 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

4、多。恒流电源节能效 果明显。 C5 恒流源特点 变压器体积、重量缩小1/3 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。 C6 恒流源特点 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 C7 恒流源特点 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） C8 恒流源特点 目 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

5、 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，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。 D1 智能恒流源技术 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。 波形示意图： 恒流电源 其它电源 D2 智能恒流源技术 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

6、意图： D3 D3 智能恒流源技术智能恒流源技术 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： D4 D4 智能恒流源技术智能恒流源技术 目 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 E 恒流源产品系列 lHLS型（手动） lHLP型（自动、手动）-PLC lHLD型（远程自动、现场手动）-DCS lHLA型（自动、手动、兼容通讯）-DSP 目 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 山铝氧化铝厂电除尘器控制设计方案 系系 统统 双双 重重 冗冗 余余 l操作站 w系统总线 l控制站CPU l控制站电源 l远程I/O总线 lNIU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 F1 附录 工程师站 山铝氧化铝厂4#窑电除尘器系统DCS流程图 F2 附录 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 F3 附录 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南京钢铁集团公司 l杭州钢铁集团公司 l鞍山钢铁集团公司 l凌源钢铁集团公司 F4 附录 欢迎来我公司做客！ l上海市嘉定区招贤路200号 201821 lTel:021-69522999 69522130 lFax:021-69522131 l lE-mail: sfpel l欢迎选用我公司控制系统及电气设备， 真切感受我们的产品品质及周到的服务 给您带来的更多效益

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