Zasilacz wysokiej częstotliwości i wysokiego napięcia

DeFa Environmental Equipment produkuje zasilacze wysokiego napięcia o wysokiej częstotliwości do przemysłowych zastosowań elektrostatycznych i plazmowych. Te zasilacze wysokiej częstotliwości i wysokiego napięcia przekształcają trójfazowe wejście prądu przemiennego na regulowane wyjście prądu stałego przy napięciach od 1 kV do 120 kV, przy mocach znamionowych od 1 kW do 200 kW w pojedynczej obudowie i wyższej mocy dostępnej w konfiguracjach równoległych.

Kluczową różnicą techniczną w stosunku do konwencjonalnych transformatorów częstotliwości sieciowej 50/60 Hz jest częstotliwość przełączania. Działamy w zakresie od 20 kHz do 50 kHz, wykorzystując topologię rezonansową LLC ze sterowaniem DSP. Dzięki temu możemy stosować znacznie mniejsze transformatory z rdzeniem ferrytowym zamiast dużych jednostek z rdzeniem żelaznym i osiągać sprawność konwersji powyżej 95% w większości zakresu obciążenia. W praktyce oznacza to od 20% do 30% niższe zużycie energii przy tej samej mocy wyjściowej w porównaniu ze starszymi konstrukcjami transformatorów.

Funkcje i zalety Opis

Zasady działania

Zasilacz wysokiej częstotliwości i wysokiego napięcia prostuje wejście prądu przemiennego na prąd stały, a następnie przełącza je z wysoką częstotliwością przez stopień falownika. Prąd przemienny o wysokiej częstotliwości jest wzmacniany przez kompaktowy transformator ferrytowy, następnie prostowany i filtrowany w celu wytworzenia końcowego sygnału wyjściowego prądu stałego.

Procesor DSP stale dostosowuje częstotliwość przełączania, aby utrzymać optymalną pracę w zmiennych warunkach obciążenia i linii. Ta regulacja w zamkniętej pętli reaguje na zmiany w mikrosekundach. Użytkownicy mogą wybierać spośród trzech trybów sterowania: stałe napięcie, stały prąd lub stała moc. W przypadku elektrofiltrów typowy jest prąd stały, ponieważ utrzymuje on stabilną koronę nawet w przypadku wahań obciążenia pyłem. Reaktory plazmowe zwykle pracują przy stałym napięciu, aby utrzymać stabilne warunki rozładowania.

Wydajność wyjściowa

Tętnienie wyjściowe wynosi poniżej 1% międzyszczytowe przy pełnym obciążeniu. W elektrofiltrze niskie tętnienie oznacza bardziej spójny prąd ulotowy i lepszą skuteczność zbierania bez nadmiernego iskrzenia. W przypadku obróbki LZO w osoczu skutkuje to stabilnym wyładowaniem i bardziej przewidywalnymi szybkościami utleniania.

Dokładność regulacji napięcia mieści się w granicach ±0,5% wartości zadanej, a regulacji prądu w granicach ±1%. Szybki czas reakcji — zwykle poniżej 100 mikrosekund — pomaga stłumić iskrzenie w zastosowaniach ESP, co zmniejsza zużycie elektrod i wydłuża okresy międzyobsługowe.

Systemy Ochrony

Wbudowaliśmy kompleksową ochronę zarówno zasilacza, jak i podłączonego obciążenia. Funkcje standardowe obejmują przepięcie, przetężenie, zwarcie, utratę fazy wejściowej i wyłączenie z powodu nadmiernej temperatury.

Na szczególną uwagę zasługuje wykrywanie łuku. W elektrofiltrach iskrzenie jest częste i w pewnym stopniu normalne. Jednak utrzymujący się łuk może uszkodzić elektrody wyładowcze. Nasze urządzenie wykrywa skok prądu wywołany łukiem i natychmiast zmniejsza moc wyjściową. Jeśli łuk utrzymuje się dłużej niż ustawiony przez użytkownika czas, urządzenie całkowicie się wyłączy. Zapobiega to powstawaniu wżerów i wydłuża żywotność elektrody.

Wszystkie zdarzenia zabezpieczające są rejestrowane ze znacznikami czasu i przechowywane w pamięci nieulotnej. Operatorzy mogą przeglądać historię usterek poprzez interfejs komunikacyjny.

Monitorowanie i kontrola

Standardem jest RS-485 z Modbus RTU. Opcjonalnie dostępny jest Ethernet z Modbus TCP. Za pomocą tych interfejsów można podłączyć urządzenie do zakładowego systemu DCS lub SCADA.

Ze zdalnej lokalizacji operatorzy mogą odczytać napięcie wyjściowe, prąd wyjściowy, stan awarii, temperaturę wewnętrzną i zużycie energii. Można także regulować wartości zadane napięcia i prądu, zmieniać tryby sterowania i zdalnie resetować błędy. Zmniejsza to potrzebę wizyt na miejscu, szczególnie w przypadku instalacji w zamkniętych przestrzeniach lub obszarach wysokiego ryzyka.

Do sterowania analogowego oferujemy w standardzie wejścia 4–20 mA dla wartości zadanej i wyjścia dla sygnałów stanu.

Projekt fizyczny

Konstrukcja o wysokiej częstotliwości znacznie zmniejsza rozmiar i wagę. Jednostka o mocy 100 kW zajmuje około jednej dziesiątej objętości równoważnego transformatora 50/60 Hz. Dzięki temu modernizacje są praktyczne w przypadku wymiany starszych jednostek w zatłoczonych pomieszczeniach elektrycznych. Masa jest podobnie zmniejszona, więc instalacja nie wymaga ciężkiego sprzętu do podnoszenia.

Chłodzenie odbywa się za pomocą wymuszonego powietrza w modelach o mocy do 50 kW oraz chłodzeniu wodą w przypadku wyższych mocy znamionowych lub w przypadku instalacji, w których temperatura otoczenia przekracza 40°C. Standardowy stopień ochrony obudowy to IP20 do użytku w pomieszczeniach zamkniętych; IP54 jest dostępny dla środowisk zewnętrznych lub zapylonych.

Aplikacje

Te zasilacze są stosowane w kilku zastosowaniach przemysłowych:

Elektrofiltry do odpylania gazów spalinowych w elektrowniach, piecach cementowych, spiekalniach stali i spalarniach. Stabilne wyjście DC poprawia wydajność zbierania i zmniejsza emisję komina.

Plazmowe systemy oczyszczania LZO do rozkładu lotnych związków organicznych w strumieniach spalin z zakładów chemicznych, linii powlekania, drukarni i produkcji farmaceutycznej.

Przemysłowe oczyszczanie oparów i mgły olejowej w operacjach obróbki skrawaniem, przetwórstwie spożywczym i maszynach do napinania tekstyliów.

Systemy kontroli odoru dla oczyszczalni ścieków, kompostowni i zakładów utylizacji, gdzie wyładowania plazmowe lub koronowe są wykorzystywane do rozkładu H₂S, amoniaku i innych związków zapachowych.

Jednostki oczyszczania powietrza dla budynków komercyjnych, pomieszczeń czystych i placówek medycznych.

Niezawodność i testowanie

Zajmujemy się produkcją zasilaczy wysokiego napięcia od 2006 roku. Nasza zainstalowana baza przekracza 2000 jednostek w Chinach, Azji Południowo-Wschodniej, na Bliskim Wschodzie, w Ameryce Południowej i Europie. Wiele z nich pracuje w cementowniach i stalowniach, gdzie temperatury otoczenia regularnie przekraczają 45°C i występuje duże obciążenie pyłem.

Dane terenowe z tych instalacji dają nam średni czas między awariami wynoszący nieco ponad 80 000 godzin. Liczba ta opiera się na rzeczywistych dziennikach operacyjnych, a nie na obliczeniach teoretycznych.

Przed wysyłką każde urządzenie przechodzi 48-godzinny test wypalania przy pełnym obciążeniu znamionowym. Wykonujemy również test wytrzymałości na wysokie napięcie przy 1,5-krotności mocy znamionowej przez jedną minutę. Każda funkcja zabezpieczająca jest weryfikowana indywidualnie podczas testu końcowego.

Kluczowe komponenty — moduły IGBT, transformatory wysokiego napięcia, kondensatory i płytki sterujące — pochodzą od dostawców pierwszego poziomu. Sprawdzamy każdą partię po przybyciu i prowadzimy zapisy dotyczące identyfikowalności wszystkich kluczowych części.

Opcje dostosowywania

Oferujemy niestandardowe konfiguracje dla niestandardowych wymagań napięciowych, prądowych lub mechanicznych. Przykłady obejmują jednostki do zastosowań w określonych chemiach plazmy, do płuczek morskich odpornych na mgłę solną oraz do instalacji na dużych wysokościach wymagających dostosowania wartości znamionowych.

Nasz zespół inżynierów może pomóc w dopasowaniu interfejsów, adaptacji logiki sterującej i filtrowaniu harmonicznych. W przypadku większych projektów zapewniamy również wsparcie przy uruchomieniu na miejscu, chociaż większość jednostek jest wstępnie skonfigurowana do współpracy ze standardowymi systemami ESP lub plazmowymi.

Dokumentacja i wsparcie

Do każdego urządzenia dołączona jest kompletna instrukcja obejmująca instalację, okablowanie, obsługę, rozwiązywanie problemów i konserwację. Zapewniamy wsparcie techniczne drogą e-mailową i telefoniczną, a w przypadku standardowych zapytań odpowiedź następuje w ciągu 24 godzin. W przypadku pilnych problemów możemy umówić się na zdalną diagnostykę poprzez interfejs komunikacyjny.

Części zamienne do aktualnych modeli są przechowywane w magazynie, a dla urządzeń wysłanych w ciągu ostatnich dziesięciu lat prowadzimy dokumentację w celu obsługi starszego sprzętu.