本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種高壓脈沖產(chǎn)生裝置及方法，特別是涉及一種產(chǎn)生雙極性納秒高壓窄脈沖的裝置及方法。解決現(xiàn)有技術(shù)的雙極性高壓脈沖電源工作回路電感大、振蕩嚴(yán)重、拖尾電壓很高、峰值不穩(wěn)定的問題。技術(shù)方案：包括直流高壓電路模塊、同步觸發(fā)控制電路模塊、正脈沖形成電路模塊、負(fù)脈沖形成電路模塊、高壓脈沖合成電路模塊。應(yīng)用于脫硫脫硝、ＶＯＣｓ脫除、材料表面改性等領(lǐng)域的高壓窄脈沖電源設(shè)計(jì)電路中。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種高壓脈沖產(chǎn)生裝置及方法，特別是涉及一種產(chǎn)生雙極性納秒高壓窄脈沖的雙極性納秒高壓窄脈沖產(chǎn)生裝置及方法。
技術(shù)介紹
高壓脈沖電源作為能量供給設(shè)備在脫硫脫硝、VOCs脫除、材料表面理化特性 改變等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。研究人員對高壓脈沖電源輸出的高壓脈沖的上升前沿、 脈沖寬度以及脈沖極性等波形參數(shù)與被處理對象的處理效果等之間的關(guān)系做了深入的研 究，獲得了不少研究結(jié)論。廢水廢氣中的有害物質(zhì)種類繁多，有些物質(zhì)對電暈脈沖的極 性較為敏感，而脈沖寬度越窄，脈沖前沿越陡，越有利于脫除效率的提高，但是單極性 脈沖不利于提高有害物質(zhì)的脫除效率，而且，單極性脈沖放電使處理裝置上積累電荷， 如果不釋放將形成拖尾電壓，增強(qiáng)后續(xù)脈沖所形成的空間電場，造成間歇火花放電，不 利于能量的注入。因此，更陡脈沖前沿、更窄脈沖寬度的雙極性納秒高壓窄脈沖產(chǎn)生技 術(shù)成為脈沖功率技術(shù)應(yīng)用研究領(lǐng)域的新熱點(diǎn)。《高電壓技術(shù)》2004年發(fā)表了題為《脈沖電暈法中的雙脈沖電源的研制》的文 章，2009年發(fā)表了題為《雙極性脈沖電壓下介質(zhì)阻擋放電及其滌綸表面改性》的文章，《中國環(huán)境科學(xué)》2006年發(fā)表了題為《雙極性脈沖高壓介質(zhì)阻擋放電降解氯苯和甲苯》 的文章，在這些文章中都采用了雙極性高壓脈沖電源作為能量供給設(shè)備。這些雙極性高 壓脈沖電源(利用雙極性高壓脈沖產(chǎn)生裝置的高壓脈沖電源稱為雙極性高壓脈沖電源)均 由兩臺高壓脈沖電源構(gòu)成，這兩臺高壓脈沖電源采用旋轉(zhuǎn)火花開關(guān)作為放電主開關(guān)，分 別產(chǎn)生正負(fù)高壓脈沖，通過時(shí)序控制直接對處理裝置輸出雙極性高壓脈沖。旋轉(zhuǎn)火花開 關(guān)是機(jī)械式開關(guān)，不能產(chǎn)生納秒級高壓窄脈沖，也不能在高重復(fù)頻率下工作，而且還會 造成回路電感大、振蕩嚴(yán)重、拖尾電壓很高、峰值不穩(wěn)定等問題。此外，兩臺高壓脈沖 電源和處理裝置直接相連，不可避免地在放電工作過程中相互干擾，導(dǎo)致雙極性高壓脈 沖電源工作穩(wěn)定性和可靠性降低。通過對現(xiàn)有文獻(xiàn)的調(diào)研，對于采用氫閘流管作為主放 電開關(guān)、利用正負(fù)窄脈沖合成的雙極性納秒高壓窄脈沖產(chǎn)生技術(shù)未見報(bào)道。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中雙極性高壓脈沖電源工作回路電感大、振蕩嚴(yán) 重、拖尾電壓很高、峰值不穩(wěn)定等問題，提供一種采用氫閘流管作為主放電開關(guān)、利用 正負(fù)窄脈沖合成的雙極性納秒高壓窄脈沖產(chǎn)生裝置的雙極性高壓脈沖電源，提高雙極性 高壓脈沖電源工作效率、產(chǎn)生納秒級高壓窄脈沖以及減小回路電感、降低震蕩、消除拖 尾電壓。為達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案是一種雙極性納秒高壓窄脈沖裝置，包括直流高壓電路模塊、同步觸發(fā)控制電路 模塊、正脈沖形成電路模塊、負(fù)脈沖形成電路模塊、高壓脈沖合成電路模塊，同步觸發(fā)控制電路模塊分別與直流高壓電路模塊輸入端、正脈沖形成電路模塊輸入端、負(fù)脈沖形 成電路模塊輸入端電連接，直流高壓電路模塊分別與正脈沖形成電路模塊輸入端、負(fù)脈 沖形成電路模塊輸入端電連接，高壓脈沖合成電路模塊分別與正脈沖形成電路模塊輸出 端、負(fù)脈沖形成電路模塊輸出端電連接。所述高壓脈沖合成電路模塊輸出端接負(fù)載，所述的等效負(fù)載包括電阻RlO電容 Cll,電阻RlO與電容Cll并聯(lián)。所述直流高壓電路模塊包括直流高壓電源1，所述正脈沖形成電路模塊包括第一 儲能電纜4、第一氫閘流管開關(guān)6、第二充電電阻2，所述的負(fù)脈沖形成電路模塊包括第 二儲能電纜5、第二氫間流管開關(guān)7、第三充電電阻3，所述高壓脈沖合成電路模塊包括 第一升壓隔離變壓器8、第二升壓隔離變壓器9，其中直流高壓電路模塊分別與第二充電 電阻R2、第三充電電阻R3連接，第二充電電阻R2與第二儲能電纜5電纜芯連接，第二 儲能電纜5電纜芯另一端分別與第二氫閘流管開關(guān)7、電阻分壓器高壓臂電阻R12連接， 第二氫閘流管開關(guān)另一端與第一升壓隔離變壓器8原邊一端連接，電阻分壓器高壓臂電 阻R12另一端與電阻分壓器低壓臂電阻R13串聯(lián)，第一升壓隔離變壓器8副邊一端與電阻 10與電容11組成的等效負(fù)載并聯(lián)電路一端連接，電阻分壓器低壓臂電阻R13另一端、第 二儲能電纜5電纜皮、第一升壓隔離變壓器8原邊另一端、第一升壓隔離變壓器8副邊另 一端共地；第三充電電阻R3與第一儲能電纜4電纜芯連接，第一儲能電纜4電纜芯另一 端與第一氫閘流管開關(guān)6連接，第一儲能電纜4電纜皮與升第二壓隔離變壓器9原邊一端 連接；第二升壓隔離變壓器9副邊一端與電阻10與電容11組成的等效負(fù)載并聯(lián)電路一端 連接，第一儲能電纜4電纜皮、第一氫閘流管開關(guān)6另一端、第二升壓隔離變壓器9原邊 另一端、第二升壓隔離變壓器9副邊另一端共地。所述儲能電纜還被儲能電容代替。一種雙極性納秒高壓窄脈沖裝置脈沖產(chǎn)生方法，利用現(xiàn)有直流高壓電路模塊， 將市電經(jīng)過升壓整流后為后一級提供直流高電壓，利用同步觸發(fā)控制電路模塊，同時(shí)控 制正脈沖形成電路模塊、負(fù)脈沖形成電路模塊形成具有一定相位差的雙極性高壓窄脈 沖。所述脈沖產(chǎn)生方法，包括具體步驟1)同步觸發(fā)控制模塊控制直流高壓電路模塊經(jīng)過第二充電電阻R2、第三充電電 阻R3同時(shí)對第一儲能電纜4、第二儲能電纜5同時(shí)充電；2)通過由第二電阻12、第三電阻13構(gòu)成的電阻分壓器檢測C點(diǎn)的輸出信號，從 而間接檢測儲能電纜充電電壓是否達(dá)到設(shè)定值；3)當(dāng)檢測到對第一儲能電纜4、第二儲能電纜5達(dá)到充電預(yù)設(shè)值后，同步觸發(fā)控 制電路模塊輸出觸發(fā)脈沖Trigl觸發(fā)使作為主放電開關(guān)的第一氫閘流管開關(guān)6閉合，此時(shí) 第一儲能電纜4對第二升壓隔離變壓器9的原邊放電產(chǎn)生正高壓窄脈沖，第一儲能電纜4 放電完畢后，同步觸發(fā)控制電路模塊輸出觸發(fā)脈沖Trig2觸發(fā)使作為主放電開關(guān)的第二氫 閘流管開關(guān)7閉合，此時(shí)儲能電纜5對第一升壓隔離變壓器8的原邊放電產(chǎn)生負(fù)高壓窄脈 沖；4)通過第一升壓隔離 變壓器8、第二升壓隔離變壓器9合成以后，在處理設(shè)備 等效負(fù)載兩端A、B兩點(diǎn)產(chǎn)生具有一定相位差的雙極性納秒高壓窄脈沖。通過同步觸發(fā)控制電路模塊控制第一氫間流管開關(guān)6、第二氫間流管開關(guān)7反復(fù)閉合，就能在處理設(shè)備負(fù)載上產(chǎn)生重復(fù)頻率的雙極性納秒高壓窄脈沖。這個(gè)相位差值與設(shè)定的Trigl、Trig2之 間的時(shí)間間隔相等。為了確定這個(gè)相位差值，在工作過程中，可以在儲能電纜充電完畢 以后，通過同步觸發(fā)控制電路模塊設(shè)定只給出觸發(fā)信號Trigl，此時(shí)在A、B兩點(diǎn)只產(chǎn)生 正高壓窄脈沖，通過測量該脈沖的寬度，可以得到兩路觸發(fā)信號同時(shí)工作時(shí)的時(shí)間間隔 值，即為相位差值。從上述本專利技術(shù)的結(jié)構(gòu)特征可以看出，其優(yōu)點(diǎn)是1)利用該技術(shù)產(chǎn)生的雙極性納秒高壓窄脈沖輸出波形對稱、穩(wěn)定、重復(fù)性好， 有利于脫除效率和能量利用率的提高；2)采用該技術(shù)設(shè)計(jì)的電源可在高重復(fù)頻率條件下工作，操作簡單、故障率低、 維修方便、可長時(shí)間工作，有利于工業(yè)化應(yīng)用。附圖說明本專利技術(shù)將通過附圖比較以及結(jié)合實(shí)例的方式說明圖1雙極性納秒高壓窄脈沖產(chǎn)生裝置原理框圖；圖2本專利技術(shù)的雙極性納秒高壓窄脈沖產(chǎn)生電路圖；圖3是市電經(jīng)過本專利技術(shù)裝置處理后在等效負(fù)載上得到的波形圖具體實(shí)施例方式為了使本專利技術(shù)的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施 例，對本專利技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本 專利技術(shù)，并不用于限定本專利技術(shù)。技術(shù)方案本專利技術(shù)提供一種采用氫閘流管作為主放電開關(guān)，利用正負(fù)脈沖合成 的雙極性納秒高壓本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種雙極性納秒高壓窄脈沖產(chǎn)生裝置，包括直流高壓電路模塊、同步觸發(fā)控制電路模塊，其特征在于還包括正脈沖形成電路模塊、負(fù)脈沖形成電路模塊、高壓脈沖合成電路模塊，同步觸發(fā)控制電路模塊分別與直流高壓電路模塊輸入端、正脈沖形成電路模塊輸入端、負(fù)脈沖形成電路模塊輸入端電連接，直流高壓電路模塊分別與正脈沖形成電路模塊輸入端、負(fù)脈沖形成電路模塊輸入端電連接，高壓脈沖合成電路模塊分別與正脈沖形成電路模塊輸出端、負(fù)脈沖形成電路模塊輸出端電連接。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鄧維軍，李亞維，張振濤，馮宗明，梁川，于治國，葉超，代剛，黃斌，馬成剛，任青毅，龍燕，鄧明海，曹寧翔，趙娟，李璽欽，馬勛，馬軍，黃雷，丁明軍，吳紅光，馮莉，李巨，李晏敏，王浩，王衛(wèi)，賈興，謝敏，曹科峰，
申請(專利權(quán))人：中國工程物理研究院流體物理研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：51
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。