ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

1.За счет применения повышенной частоты снижено напряжение на озонирующих элементах с 16ё18 кВ при промышленной частоте 50Гц до 8ё10 кВ на частотах 400ё600Гц.

2.За счет применения частотного регулирования производительности озонатора улучшен гармонический состав электрического тока, потребляемого из электрической сети.

3.Улучшены в 2ё3 раза удельные массо-габаритные показатели высоковольтного трансформатора и генератора озона.

4.Повышена надежность генератора.

Источник питания выполнен по схеме преобразователя частоты со звеном постоянного тока (рис.1,а): УВ - тиристорный управляемый выпрямитель, Ф - пассивныйlcфильтр, И -однофазный резонансный мостовой инвертор напряжения, к выходу которого подключен высоковольтный трансформатор (Т). Нагрузка источника питания - генератор озона (ГО). Необходимый алгоритм переключения тиристоров выпрямителя и инвертора задается системой импульсного управления.

Трехфазный тиристорный мостовой выпрямитель (УВ) получает питание от промышленной сети 380В, 50Гц. Система управления осуществляет плавное увеличение выпрямленного напряжения при пуске озонатора; его стабилизацию при отклонении напряжения питающей сети от номинального значения; отключение выпрямителя при аварийных режимах в электрической и технологической системах озонаторной установки (электрический пробой в озонирующем элементе, выход из строя тиристоров инвертора и высоковольтного трансформатора, неисправности в подсистемах воздухоподготовки и охлаждения). Электрический частотный фильтр (Ф) выпрямленного напряжения содержит продольное индуктивное и поперечное емкостное звенья.

Рис.1,б - электрическая схема блоков И, Т, ГО, выделенных пунктиром на рис.1,а. Однофазный инвертор напряжения (И) состоит из тиристорного инвертирующего мостаvs1ёvs4 и обратных диодовvd1ёvd4. Выключение тиристоров инвертора обеспечивается резонансным коммутирующим устройством, в составе которого используются индуктивность рассеяния высоковольтного трансформатора (Т) и емкость (С1, С2) озонаторного элемента установки (ГО). Частота напряжения на выходе инвертора задается системой управления. Соотношения между параметрами трансформатора - Т (индуктивного сопротивления рассеяния) и генератора озона - ГО (суммарная емкость диэлектрических барьеров) такие, что инвертор работает в режиме прерывистых токов. Применение обратных диодов исключает эффект нарастания амплитуды напряжения на реактивных элементах последовательного нелинейного колебательного контура высоковольтный трансформатор - генератор озона.

Высоковольтный трансформатор, в отличие от силовых, характеризуется повышенными значениями индуктивностей рассеяния обмоток, что решается при конструктурировании, проектировании и расчете трансформатора. К.п., трансформатор имеет масляную систему охлаждения. Масляный бак изготавливается из материалов с малой относительной магнитной проницаемостью. Т. к. трансформатор работает на повышенной частоте, максимальное значение магнитной индукции снижено по сравнению с общепринятыми значениями в силовых трансформаторах. Допустимые значения плотности тока в обмотках тоже необходимо снизить, т.к. надо учитывать поверхностный эффект, обусловленный повышенной частотой и несинусоидальностью токов обмоток. В трансформаторах мощностью свыше 10 кВА применено водо-маслянное охлаждение.

Особенность озонирующего элемента как электрической нагрузки - активно-емкостной характер с сугубо выраженной нелинейностью. На рис.1,б - схема замещения озонирующего элемента:c1-емкость диэлектрического барьера, С2-емкость воздушного промежутка,r1-резистор, сопротивление которого определяется уровнем потерь в генераторе озона,r2-нелинейный элемент с вольтамперной характеристикой (адекватным отображением свойств разрядного промежутка).

Рис.1. Схемы озонаторной установки: а) блок-схема озонатора б) электрическая схема силовой части блоков инвертор (И), трансформатор (Т) и генератор озона (ГО)