RU2579354C1 - Method for power supply of ozone generator of surface discharge - Google Patents
Method for power supply of ozone generator of surface discharge Download PDFInfo
- Publication number
- RU2579354C1 RU2579354C1 RU2015110433/07A RU2015110433A RU2579354C1 RU 2579354 C1 RU2579354 C1 RU 2579354C1 RU 2015110433/07 A RU2015110433/07 A RU 2015110433/07A RU 2015110433 A RU2015110433 A RU 2015110433A RU 2579354 C1 RU2579354 C1 RU 2579354C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- ozone generator
- power supply
- surface discharge
- ozone
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для экономии электроэнергии и повышения надежности генераторов озона барьерно-поверхностного разряда.The invention relates to electrical engineering and can be used to save electricity and improve the reliability of ozone generators of a barrier-surface discharge.
Известен способ получения озона на поверхностном разряде (Masuda S. Kiss Е. A Ceramic based ozonizer using high frequency discharge // IEEE Trans. Ind. Appl. - 1988. - V. 24. - №2, P. 223-231), где создается поверхностный разряд по керамической пластинке, подключенной к высоковольтному трансформатору.A known method of producing ozone on a surface discharge (Masuda S. Kiss E. A Ceramic based ozonizer using high frequency discharge // IEEE Trans. Ind. Appl. - 1988. - V. 24. - No. 2, P. 223-231), where a surface discharge is created along a ceramic plate connected to a high voltage transformer.
Известное устройство имеет следующие недостатки: большие потери электроэнергии за счет двухполярной ионизации и поворота поляризационных диполей в диэлектрическом барьере с углом поворота, близким к 180°.The known device has the following disadvantages: large losses of electricity due to bipolar ionization and rotation of the polarization dipoles in the dielectric barrier with an angle of rotation close to 180 °.
Недостатком известного способа является невысокая эффективность использования электроэнергии, обусловленная тем, что питание генератора озона через высоковольтный трансформатор знакопеременным напряжением приводит к периодическому изменению направления диполей поляризации на 180° молекул озона и диэлектрического барьера. Эти колебания происходят с частотой возбуждения генератора озона. Чем выше частота возбуждения, тем чаще происходит изменение поляризации. Экспериментально доказано, что это вредное явление приводит к повышению выделения на генераторе озона большого количества тепла и увеличению энергозатрат источника питания. В конечном счете резко снижается КПД производства озона. Выделенное тепло на диэлектрическом барьере отводится потоком холодной проточной воды, либо продувкой холодного воздуха. При увеличении частоты возбуждения генератора озона КПД устройства резко падает.The disadvantage of this method is the low efficiency of energy use, due to the fact that the supply of an ozone generator through a high voltage transformer with alternating voltage leads to a periodic change in the direction of polarization dipoles by 180 ° of the ozone molecules and the dielectric barrier. These oscillations occur with the frequency of excitation of the ozone generator. The higher the excitation frequency, the more often the polarization changes. It has been experimentally proved that this harmful phenomenon leads to an increase in the release of a large amount of heat on the ozone generator and an increase in the energy consumption of the power source. Ultimately, the ozone production efficiency decreases sharply. The generated heat on the dielectric barrier is removed by a stream of cold running water, or by blowing cold air. With an increase in the frequency of excitation of the ozone generator, the efficiency of the device drops sharply.
Известен способ электропитания генератора озона с помощью источника переменного напряжения с изменением диэлектрического барьера и подстройкой высокого напряжения на генераторе озона (Боромбаев М.К., Шаршембиев К.А., Энгельшт B.C. Барьерно-поверхностный разряд на двухжильном проводе. - Вестник КРСУ, Бишкек, 2002, Т. 2.)A known method of power supply to an ozone generator using an alternating voltage source with a change in the dielectric barrier and adjusting the high voltage on the ozone generator (Borombaev M.K., Sharshembiev K.A., Engelsht BC Barrier-surface discharge on a two-wire wire. - Vestnik KRSU, Bishkek, 2002, T. 2.)
Недостатком известного способа является невысокая эффективность использования электроэнергии, обусловленная тем, что питание генератора озона также происходит через высоковольтный трансформатор и приводит к периодическому изменению направления диполей поляризации на 180° молекул озона и диэлектрического барьера, несмотря на подстройку напряжения. Чем выше частота возбуждения, тем чаще происходит изменение поляризации. Экспериментально доказано, что это вредное явление приводит к повышению выделения на диэлектрических элементах генератора озона большого количества тепла и увеличению энергозатрат источника питания. В конечном счете, резко снижается КПД производства озона. Выделенное тепло на диэлектрическом барьере отводится потоком холодной проточной воды, либо продувкой холодного воздуха. При увеличении частоты возбуждения генератора озона КПД устройства резко падает.The disadvantage of this method is the low efficiency of energy use, due to the fact that the power of the ozone generator also occurs through a high voltage transformer and leads to a periodic change in the direction of polarization dipoles by 180 ° of the ozone molecules and the dielectric barrier, despite the voltage adjustment. The higher the excitation frequency, the more often the polarization changes. It has been experimentally proved that this harmful phenomenon leads to an increase in the release of large amounts of heat on the dielectric elements of the ozone generator and an increase in the energy consumption of the power source. Ultimately, the efficiency of ozone production is sharply reduced. The generated heat on the dielectric barrier is removed by a stream of cold running water, or by blowing cold air. With an increase in the frequency of excitation of the ozone generator, the efficiency of the device drops sharply.
Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в повышении эффективности использования электроэнергии и уменьшении потребляемой мощности озонатора от источника питания путем снижения колебательных процессов поляризации, происходящих в диэлектрических элементах генератора озона и на диэлектрическом барьере поверхностного разряда.The technical problem solved by the invention is to increase the efficiency of energy use and reduce the power consumption of the ozonizer from the power source by reducing the oscillatory polarization processes occurring in the dielectric elements of the ozone generator and on the dielectric barrier of the surface discharge.
Технический эффект, обеспечивающий решение поставленной задачи, заключается в использовании однополярного импульсного режима, достигается тем, что в способе электропитания генератора озона поверхностного разряда подводимую электроэнергию преобразуют в однополярные импульсы путем подключения генератора озона к источнику электропитания, преобразующего двухполярные импульсы напряжения в однополярные импульсы с той же амплитудой.The technical effect that provides the solution of the problem lies in the use of a unipolar pulse mode, which is achieved by the fact that in the method of supplying a surface discharge ozone generator, the supplied electric energy is converted into unipolar pulses by connecting the ozone generator to a power source that converts bipolar voltage pulses into unipolar pulses with the same amplitude.
Для устранения явления вращения диполей на 180° при сохранении частоты искрообразования предлагается запитывать генератор озона барьерно-поверхностного разряда не непосредственно с высоковольтного трансформатора, а через преобразователь импульсов в однополярные, например, через диодный мост или активный преобразователь на пролетных пентодах ПП1-0,5/10 (Патент РФ №1576887, МПК G05F 1/52, 1990).To eliminate the phenomenon of dipole rotation through 180 ° while maintaining the frequency of sparking, it is proposed to power the barrier-surface discharge ozone generator not directly from the high-voltage transformer, but through a pulse converter to unipolar, for example, through a diode bridge or an active converter on transit pentodes PP1-0.5 / 10 (RF Patent No. 1576887, IPC G05F 1/52, 1990).
На фиг. 1 представлена электрическая схема питания через диодный преобразователь, реализующего предлагаемый способ.In FIG. 1 shows a power circuit through a diode converter that implements the proposed method.
На фиг. 2 изображены эпюры напряжений с зонами искрообразования на поверхности генератора озона.In FIG. 2 shows stress diagrams with zones of sparking on the surface of an ozone generator.
На фиг. 3 представлена электрическая схема активного преобразователя, реализующего предлагаемый способ.In FIG. 3 shows a circuit diagram of an active converter that implements the proposed method.
При предлагаемом способе питания вращение диполей поляризации уменьшится на 90°. При этом затраты электроэнергии от источника питания для совершения работы вращательного движения диполей уменьшается, что приводит к повышению КПД и надежности.With the proposed power method, the rotation of the polarization dipoles will decrease by 90 °. In this case, the cost of electricity from the power source to perform the work of the rotational movement of the dipoles is reduced, which leads to increased efficiency and reliability.
При питании генератора озона через диодный мост (фиг. 1), переменное напряжение 220 В 50 Гц через ЛАТР поступает на повышающий трансформатор Тр. С выхода повышающего трансформатора переменное напряжение прикладывается к диодному мосту Д1-Д4 и преобразуется в однополярные импульсы (фиг. 2), которые поступают на генератор озона. В результате преобразования диодным мостом Д1-Д4 двухполярного напряжения в однополярное к генератору озона прикладывается пульсирующее напряжение с частотой питающей сети и с амплитудой, практически равной амплитуде синусоидального напряжения, снимаемого с трансформатора Тр.When the ozone generator is fed through a diode bridge (Fig. 1), an alternating voltage of 220 V 50 Hz through the LATR enters the step-up transformer Tr. From the output of the step-up transformer, an alternating voltage is applied to the diode bridge D1-D4 and converted into unipolar pulses (Fig. 2), which are fed to the ozone generator. As a result of the conversion of a bipolar voltage into a unipolar voltage by a diode bridge D1-D4, a pulsating voltage is applied to the ozone generator with a frequency of the supply network and with an amplitude almost equal to the amplitude of the sinusoidal voltage taken from the transformer Tr.
При питании генератора озона через активный преобразователь (фиг. 3) на пролетных пентодах ПП1-0,5/10 возможности при сохранении однополярного питания значительно расширяются. Эти возможности определяются принципом работы преобразователя.When feeding an ozone generator through an active converter (Fig. 3) on the passage pentodes PP1-0.5 / 10, the possibilities, while maintaining unipolar power, are greatly expanded. These capabilities are determined by the operating principle of the converter.
Активный преобразователь (фиг. 3) содержит высоковольтный источник 1 питания постоянного тока с положительным полюсом 2, промежуточным полюсом 3 и отрицательным полюсом 4, вспомогательный источник 5 питания постоянного тока с положительным полюсом 6 и отрицательным полюсом 7, двухполярный источник 8 питания с потенциальными полюсами 9, 10 и средним выводом 11, источник 12 опорного напряжения постоянного тока, управляющий источник 13 напряжения переменного тока (с низкоомным выходом), регулирующий титрон 14 с анодом 15, катодом 16, коллектором 17 и управляющим электродом 18, управляющий титрон 19 с анодом 20, катодом 21, коллектором 22 и управляющим электродом 23, делитель 24 напряжения обратной связи с резисторами 25 и 26, усилитель 27 сигнала рассогласования с дифференциальным усилителем 28 и выходным транзистором 29, токоограничивающий резистор 30, резистор 31 смещения, развязывающий диод 32. На схеме отмечены также выводы 33 и 34 для подключения нагрузки, шина 35 нулевого потенциала и нагрузочный элемент (генератор озона поверхностного разряда) 36.The active converter (Fig. 3) contains a high voltage DC power supply 1 with a positive pole 2, an intermediate pole 3 and a negative pole 4, an auxiliary
Коллектор 17 регулирующего титрона 14 подключен к положительному полюсу 2 высоковольтного источника 1 питания постоянного тока, связанного отрицательным полюсом 4 с шиной 35 нулевого потенциала. Коллектор 22 управляющего титрона 19 подключен к аноду 15 регулирующего титрона 14 и первому выводу токоограничивающего резистора 30. Делитель 24 напряжения обратной связи включен между выводами 33 и 34 для подключения нагрузки, при этом вывод 34 связан с шиной 35 нулевого потенциала. Сигнальный вход усилителя 27 сигнала рассогласования (неинвертирующий вход дифференциального усилителя 28) соединен с выходом делителя 24 напряжения обратной связи, опорный вход (инвертирующий вход дифференциального усилителя 28) - с выходной цепью источника 12 опорного напряжения постоянного тока, связанной с шиной 35 нулевого потенциала, а эмиттер-коллекторный переход выходного транзистора 29 включен в цепь связи катода 21 управляющего титрона 19 с шиной 35.The
Положительный полюс 6 вспомогательного источника 5 питания постоянного тока соединен с анодом 20 управляющего титрона 19, а отрицательный полюс 7 связан с шиной 35 нулевого потенциала. Управляющий источник 13 напряжения переменного тока включен последовательно в выходную цепь источника 12 опорного напряжения постоянного тока. Резистор 31 смещения одним из выводов соединен с катодом 16 регулирующего титрона 14, а другим выводом - с управляющим электродом 18 регулирующего титрона 14, анодом развязывающего диода 32 и высокопотенциальным выводом 33 для подключения нагрузки.The positive pole 6 of the auxiliary
Второй вывод токоограничивающего резистора 30 и коллектор 17 регулирующего титрона 14 подключены соответственно к положительному полюсу 2 и промежуточному полюсу 3 высоковольтного источника 1 питания постоянного тока. Катод развязывающего диода 32 соединен с коллектором 22 управляющего титрона 19, а управляющий электрод 23 последнего связан с шиной 35 нулевого потенциала.The second output of the current-limiting
Двухполярное напряжение любой формы, например двухполярные импульсы заданной скважности вырабатываются управляющим источником 13. Двухполярное напряжение источника 13 алгебраически складываются с напряжением опорного источника 12. За счет кольца обратной связи напряжение на делителе 24 в любой момент времени повторяет форму напряжения источника 13. При переходе напряжения источника 13 через ноль к инвертирующему входу дифференциального усилителя 28 прикладывается напряжение, равное напряжению источника 12. Выходное напряжение, прикладываемое к генератору озона 36 составит:A bipolar voltage of any shape, for example, bipolar pulses of a given duty cycle, is generated by the control source 13. The bipolar voltage of the source 13 is algebraically added to the voltage of the
Uвых=U12(R25+R26)/R26,U o = U 12 (R 25 + R 26 ) / R 26 ,
где R26 и R27 - сопротивления соответственно резисторов 25 и 26;where R 26 and R 27 are the resistances of resistors 25 and 26, respectively;
U12 - опорное напряжение источника 12.U 12 - the reference voltage of the
При появлении в управляющем источнике 13 некоторого напряжения, при котором суммарное напряжение источников 12 и 13 уменьшается, положительное напряжение на выходе делителя 24 оказывается больше суммарного напряжения и на выходе дифференциального усилителя 28 появляется сигнал рассогласования. В результате, через транзистор 29 и управляющий титрон 19 увеличивается ток. Это приводит к некоторому увеличению падения напряжения на резисторе 30 и уменьшению тока через регулирующий титрон 14.When a certain voltage appears in the control source 13 at which the total voltage of the
При знакопеременном напряжении управляющего источника 13 поочередно в зависимости от его полярности происходит либо сложение напряжений источников 12 и 13, либо вычитание. За счет кольца обратной связи напряжение на выходе делителя 24 в любой момент времени повторяет форму напряжения источников 12 и 13. Напряжение на генераторе озона 36 в любой момент времени равно напряжению на делителе 24 и может быть определено по формуле:When the alternating voltage of the control source 13 is alternately depending on its polarity, either the addition of the voltage of the
Uвых=(U12+U13) (R25+R26)/R26,U o = (U 12 + U 13 ) (R 25 + R 26 ) / R 26 ,
где U13 - мгновенные значения напряжений источника 13.where U 13 - instantaneous voltage values of the source 13.
Источник питания на пролетных пентодах позволяет запитывать генератор озона высоким напряжением с частотой колебаний однополярных импульсов от нескольких Гц до десятков кГц.The power source on the fly-through pentodes allows you to power the ozone generator with a high voltage with a frequency of unipolar pulses from a few Hz to tens of kHz.
ЛитератураLiterature
1. Masuda S. Kiss Е. A Ceramic based ozonizer using high frequency discharge // IEEE Trans. Ind. Appl. - 1988. - V. 24. - №2, P - 223-231.1. Masuda S. Kiss E. A Ceramic based ozonizer using high frequency discharge // IEEE Trans. Ind. Appl. - 1988. - V. 24. - No. 2, P - 223-231.
2. Боромбаев M.K., Шаршембиев K.A., Энгельшт B.C. Барьерно-поверхностный разряд на двухжильном проводе. - Вестник КРСУ, Бишкек, 2002, Т. 2. №2 - С 53-58.2. Borombaev M.K., Sharshembiev K.A., Engelsht B.C. Barrier-surface discharge on a two-wire wire. - Bulletin of KRSU, Bishkek, 2002, T. 2. No. 2 - C 53-58.
3. Верещагин В.Л., Камунин А.А., Макальский Л.М., Цетлин Ф.В., Калинин А.В., Жуков В.А. Патент SU 1576887, МПК G05F 1/52, 08.03.1990 г.3. Vereshchagin V.L., Kamunin A.A., Makalsky L.M., Tsetlin F.V., Kalinin A.V., Zhukov V.A. Patent SU 1576887, IPC G05F 1/52, 03/08/1990
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015110433/07A RU2579354C1 (en) | 2015-03-24 | 2015-03-24 | Method for power supply of ozone generator of surface discharge |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015110433/07A RU2579354C1 (en) | 2015-03-24 | 2015-03-24 | Method for power supply of ozone generator of surface discharge |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2579354C1 true RU2579354C1 (en) | 2016-04-10 |
Family
ID=55793447
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015110433/07A RU2579354C1 (en) | 2015-03-24 | 2015-03-24 | Method for power supply of ozone generator of surface discharge |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2579354C1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4869881A (en) * | 1988-05-03 | 1989-09-26 | Pillar Technologies, Inc. | Ozone generator system |
RU2310138C2 (en) * | 2005-09-07 | 2007-11-10 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) | Method for supply of electroozonizer |
RU2346886C2 (en) * | 2006-04-26 | 2009-02-20 | Закрытое акционерное общество "Электроника силовая" | Ozone generator |
-
2015
- 2015-03-24 RU RU2015110433/07A patent/RU2579354C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4869881A (en) * | 1988-05-03 | 1989-09-26 | Pillar Technologies, Inc. | Ozone generator system |
RU2310138C2 (en) * | 2005-09-07 | 2007-11-10 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) | Method for supply of electroozonizer |
RU2346886C2 (en) * | 2006-04-26 | 2009-02-20 | Закрытое акционерное общество "Электроника силовая" | Ozone generator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9806618B2 (en) | Power converting device and power conditioner using the same | |
JP6340454B2 (en) | High voltage DC power supply and control method thereof | |
JP2010035413A (en) | Current converter for solar power generating facility, and driving method thereof | |
CN107148121B (en) | A kind of chop control linear switch constant current and constant power circuit | |
TW201711359A (en) | Switching power supply device and light illuminating apparatus having the same | |
RU2012148277A (en) | POWER TRANSFORM DEVICE | |
RU2579354C1 (en) | Method for power supply of ozone generator of surface discharge | |
KR101693700B1 (en) | Bidirectional Power Converter | |
CN108432110B (en) | DC/DC converter | |
MX2012000961A (en) | Electrolysis cell and electrical power unit incorporating same. | |
JP5350097B2 (en) | Pulse control power supply for static eliminator | |
RU2584004C2 (en) | Method for power supply of discharge asymmetrical ozone generator | |
KR102099988B1 (en) | Power supply deivce and power supply deivce for arc machining | |
RU142952U1 (en) | PULSE SINGLE-STROKE CONVERTER | |
JP2010092671A (en) | Ion generator | |
RU2431231C1 (en) | Asymmetric current obtaining device | |
CN103973150B (en) | Current mode inverter | |
CN215581087U (en) | Ozone generator drive circuit | |
EP3831168B1 (en) | A method for preparation of supply pulses to generate a glow discharge between electrodes enclosed in a chamber with reduced gas pressure and a circuit for preparation of supply pulses to generate a glow discharge between electrodes enclosed in a chamber with reduced gas pressure | |
CN210579337U (en) | LED control circuit | |
CN219247492U (en) | Energy storage inverter power supply | |
CN102126707A (en) | Concentration-adjustable ozone generator | |
CN209845404U (en) | Automatic lighting device for electrical automation | |
EA201890339A1 (en) | DEVICE MANAGEMENT OF THE CONVERTER OF THE CONSTANT VOLTAGE IN THE PERMANENT CURRENT | |
JP2009215095A (en) | Power supply for ozone generator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200325 |