CS218916B1 - Zapojeni řiditelného zdroje stejnosměrného velmi vysokého napětí - Google Patents

Abstract

Vynález se týká zapojení řiditelného zdroje stejnosměrného vysokého napětí, které je určeno ke zkoušení a vývoji elektrodových systémů sršících elektrod, například u elektroodlučovačů -a -ozonizátorů. Zapojení podle vynálezu je charakterizováno tím, že ke svorkám napájecího napětí je přes regulátor napětí připojen transformátor, který je dále napojen jednak přes násobič napětí k záporné výstupní svorce a jednak přes zpětnovazební proudový odpor miliampérmetru výstupního- proudu k uzemněné kladné výstupní svorce. Společný spoj mezi zpětnovazebním odporem a miliampérmetrem je připojen k proudovému zpětnovazebnímu vstupu regulátoru napětí. Zpětnovazební napěťový vstup regulátoru je připojen ke společnému spoji zpětnovazebního napěťového odporu voltmetru vvn, který je připojen přes dělič vvn k záporné výstupní svorce. Druhý přívod zpětnovazebního proudového odporu je připojen na společný spoj zpětnovazebního proudového odporu a kladným vývodem násobiče napětí k plovoucímu nulovému vstupu regulátoru napětí.

Description

Vynález se týká zapojení řiditelného zdroje stejnosměrného vysokého napětí, které je určeno ke zkoušení a vývoji elektrodových systémů sršících elektrod, například u elektroodlučovačů -a -ozonizátorů.

Zapojení podle vynálezu je charakterizováno tím, že ke svorkám napájecího napětí je přes regulátor napětí připojen transformátor, který je dále napojen jednak přes násobič napětí k záporné výstupní svorce a jednak přes zpětnovazební proudový odpor miliampérmetru výstupního- proudu k uzemněné kladné výstupní svorce. Společný spoj mezi zpětnovazebním odporem a miliampérmetrem je připojen k proudovému zpětnovazebnímu vstupu regulátoru napětí. Zpětnovazební napěťový vstup regulátoru je připojen ke společnému spoji zpětnovazebního napěťového odporu voltmetru vvn, který je připojen přes dělič vvn k záporné výstupní svorce. Druhý přívod zpětnovazebního proudového odporu je připojen na společný spoj zpětnovazebního proudového odporu a kladným vývodem násobiče napětí k plovoucímu nulovému vstupu regulátoru napětí.

Vynález s>e týká zapojení řiditelného zdroje stejnosměrného velmi vysokého^ napětí, které je určeno ke zkoušení a k vývoji elektrodových systémů sršících elektrod, například u elektroodlučovačů a ozonizátoru.

Nezbytnost zdokonalování sršících systémů a snižování energetické spotřeby si vyžaduje nutnost zkoušet a vyvíjet tyto systémy v laboratorních podmínkách, a to při pokud možno přesně definovaných pracovních podmínkách — vlastnostech protékajících plynů, jejích vlhkosti apod.

Dosud se taková zdokonalení prováděla pouze na provoizních zařízeních, napájených klasickými zdroji velmi vysokého napětí, což ovšem dovolovalo jen velmi omezené experimentování vzhledem k hmotné i pracovní náročnosti. Výkonné provozní zdroje velmi vysokého napětí nebylo prakticky možno v laboratorních podmínkách, kde se jedná o zkoušky pouze malého systému s malou spotřebou energie, ale s velkým rozsahem řízení výstupního stejnosměrného napětí (v rozmezí 10 až 180 kV), použít.

Výkonové provozní zdroje i pro malé výkony jsou konstruovány tak, že hlavním členem je vysokonapěťový transformátor, před nímž je na jeho primární straně předřazen regulátor napětí a na sekundární straně je připojen usměrňovač velmi vysokého napětí, pres; nějž se napájí elektrodový systém. Veškerou ochranu a správnou funkci jak elektrovodného systému, tak i napájecí části zajišťuje automaticky regulátor napětí, zařazený v primářů vysokonapěťového transformátoru. Tato koncepce je rovněž využitelná pro konstrukci laboratorního zdroje, avšak požadavek řízení výstupního napětí až 180 kV komplikuje konstrukci vysokonapěťového transformátoru, který z důvodu elektrické pevnosti musel být í přes požadovaný malý elektrický výkon velmi rozměrný a těžký.

Shora uvedené nedostatky jsou odstraněny u zapojení řiditelného zdroje stejnosměrného velmi vysokého napětí podle vynálezu, které je charakterizováno tím, že ke svorkám napájecího napětí je přes regulátor napětí připojeno primární vinutí transformátoru, jehož sekundární vinutí je přes násobič napětí připojeno k záporné výstupní svorce a dále přes zpětnovazební proudový odpor miliampérmetru výstupního proudu k uzemněné kladné výstupní svorce. Společný spoj mezi zpětnovazebním proudovým odporem a miliampérmetrem výstupního proudu je připojen k proudovému zpětnovazebnímu vstupu regulátoru napětí. Zpětnovazební napěťový vstup regulátoru je připojen ke společnému spoji zpětnovazebního napěťového odporu voltmetru vvn, který je připojen druhým přívodem přes dělič vvn k záporné výstupní svorce. Druhý přívod (zpětnovazebního proudového odporu je připojen přes společný spoj zpětnovazebního' proudového odporu a kladným vývodem násobiče napětí k plovoucímu nulovému vstupu regulátoru napětí.

Podstatou vynálezu tedy je, že transformátor pro transformování vvn je nahrazen transformátorem jen pro transformování vysokého napětí a k usměrňování je použit násobič napětí, výkonově svojí impedancí dimenzovaný tak, aby sice dával jmenovitý žádaný výstupní proud, ale současně aby při případném zkratu, průrazu, elektrickém přeskoku v plynném dielektriku zkoušeného či vyvíjeného zařízení pokleslo výrazně výstupní napětí zdroje, a tím se napomohlo rychlejší regeneraci plynného dielektrika a zabránilo poškození zkoušeného systému. Požadované výstupní -hodnoty napětí a proudu zdroje pak zajišťuje regulátor v primárním okruhu vn transformátoru pomocí zpětných vazeb zavedených z výstupu zdroje.

Příkladné provedení zapojení řiditelného zdroje stejnosměrného velmi vysokého napětí podle vynálezu je dále schematicky znázorněno na připojeném výkrese. Primární vinutí vysokonapěťového transformátoru 3 je připojeno ke svorkám 1 napájecí sítě přes regulátor 2 napětí. Jeho sekundární vinutí je připojeno k záporné výstupní svorce 5 přes násobič napětí 4 a. ke kladné, uzemněné výstupní svorce 12 přes zpětnovazební proudový odpor 10 a miliampérmetr 11 výstupního proudu. Společný spoj mezi zpětnovazebním proudovým odporem 10 a miliampérmetrem 11 výstupního .proudu je ještě připojen k proudovému zpětnovazebnímu vstupu 9 regulátoru. Napěťový zpětnovazební vstup 13 regulátoru je spojen se společným. spojem zpětnovazebního napěťového odporu 8 a voltmetru 7 vvn, který má svůj druhý vývod připojen přes dělič 6 vvn k záporné výstupní'svorce 5. Druhý přívod zpětnovazebního odporu 8 je spolu se společným spojem zpětnovazebního proudového· odporu a s kladným vývodem násobiče 4 napětí připojen k plovoucímu nulovému vstupu regulátoru 2 napětí.

Funkce obvodu je nasledovná: Na primárním vinutí transformátoru je přivedeno síťové napětí ze svorek 1 přes regulátor napětí 2. Velikost primárního střídavého napětí se tak nastaví podle požadované hodnoty výstupního velmi vysokého napětí a proudu spotřebiče, připojeného na výstupní svorky zdroje 5, 12. Správné nastavení primárního napětí provede regulátor 2 porovnáním žádané hodnoty se zpětnovazebními signály ze zpětnovazebního napěťového odporu 8 či zpětnovazebního proudového odporu 10, přivedenými na zpětnovazební vstup 9, 13 regulátoru 2. Napětí na primářů transformátoru 3 je transformováno na vysoké střídavé napětí, dále je vynásobeno násobičem napětí a usměrněno. Výstupní napětí zdroje se měří přes dělič 6 velmi vysokého napětí voltmetrem 7 vvn. Voltmetr 7 je zapojen jako mikroampérmetr se stupni2189 cí v kV. Výstupní proud je měřen mikr-oampérmetrem. 11 výstupního proudu. Nulový vstup 14 regulátoru 2 je plovoucí. Je to proto, aby stejnosměrný proud, tekoucí děličem 6 vvn, jenž by při praktickém provedení mohl dosahovat desítek a stovek mikiroampér a byl tedy řádově srovnatelný s proudem spotřebovávaným spotřebičem, neovlivnil údaj miliampérmetru 11 výstupníIm proudu. Rovněž je možné toto zapojení zpětnovazebních a měřicích obvodů obměnit tak, že měřicí systém miliampérmetru 11 je svým odporem započítán do odporové hodnoty zpětnovazebního proudového odporu a zpětnovazební vstup 9 pak může být uzemněn. Napětí na plovoucím nulovém vstupu 14 je pak úměrné hodnotě výstupního proudu zdroje. Další obměna je možná tak, že se nejprve zapojí zpětnovazební odpor 10 a teprve za ním je připojen ke klad16 němu výstupu násobiče 4 miliampérmetr 11 výstupního proudu. Zpětnovazební proudový signál je pak ze zpětnovazebního odporu 10 snímán jako diferenciální, což samozřejmě znamená, že regulátor 2 napětí bude mít ještě o jeden zpětnovazební vstup navíc.

Podstatnou výhodou zapojení je kromě možnosti použití poměrně malého vn transformátoru také dosažení relativně vysokého vnitřního odporu násobiče 4 napětí, který působí jako samočinná nadproudová ochrana jednak zdroje a jednak napájeného spotřebiče.

Je samozřejmé, že zdroj může být také •navržen pro kladné výstupní napětí, přičemž záporná svorka je pak uzemněna. V takovém případě jsou obráceny pouze polarity diod v násobiči 4 napětí, případně měřicích přístrojů 7, 11.

Claims (1)

1. Zapojení řiditelného' zdroje stejnosměrného velmi vysokého napětí, vyznačené tím, že ke svorkám (1) napájecího napětí je přes regulátor (2) napětí připojeno primární vinutí vysokoríapěťového' transformátoru (3), jehož sekundární vinutí je přes násobič (4) napětí připojeno k záporné výstupní svorce (5) a dále přes zpětnovazební proudový odpor (10), miliampérmetr (11) výstupního proudu k uzemněné kladné výstupní svorce (12), přičemž společný spoj mezi (zpětnovazebním proudovým odporem¹ (10) a miliiampérmetrem (11) výstupního proudu je připojen k proudovému zpětynAlezu novazebhímu vstupu (9) regulátoru (2) napětí, jehož zpětnovazební napěťový vstup (13) je připojen ke společnému spoji zpětnovazebního-napěťového odporu (8) a voltmetru (7) velmi vysokého* napětí, připojeného druhým přívodem přes dělič (6) velmi vysokého napětí k záporné výstupní svorce (5), zatímco druhý přívod zpětnovazebního napěťového odporu (8) je spojen se společným spojem zpětnovazebního' proudového odporu (10) .a kladným vývodem násobiče (4) napětí připojen k plovoucímu nulovému vstupu (14) regulátoru (2) napětí.