[實用新型]一種脈沖電暈放電等離子體電源無功電能回收電路

有效

• 申請號: 201820917163.X
• 申請日: 2018-06-13
• 公開（公告）號: CN208273330U
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 施小東;施秦峰;祝建軍;陳鵬
• 申請（專利權）人: 浙江大維高新技術股份有限公司
• 主分類號: H05H1/24
• 分類號: H05H1/24;H02M9/06;H02J3/38
• 代理公司: 杭州千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 童健

本實用新型提供了一種脈沖電暈放電等離子體電源無功電能回收電路，屬于大氣污染凈化技術領域。它解決了現有的等離子體放電技術能耗高利用率低的問題。本脈沖電暈放電等離子體電源無功電能回收電路包括：網側三繞組變壓器部分、AC/DC整流器部分、納秒前沿脈沖發生器部分、截尾放電開關部分和具有儲能電容器C_dc2的DC/AC逆變器部分。本實用新型的優點在于脈沖面積顯著減小；剩余無功能量全部回收，通過逆變器回饋到了380V交流電源。

技術領域

本實用新型屬于大氣污染凈化技術領域，涉及一種脈沖電暈放電等離子體電源無功電能回收電路。

背景技術

脈沖電暈放電技術最早應用于燃煤電廠煙氣的脫硫脫硝。它是利用高電壓窄脈沖在氣體中放電，通過流光的傳播的過程產生大量高能電子(5-20eV)，這些高能電子足以打開很多背景氣體分子的化學鍵。該技術能夠應用于污水處理廠、石油化工、制藥、污水處理、涂料、皮革加工、感光材料、汽車制造、食品加工廠、印染廠、垃圾處理廠、屠宰場、牲畜飼養場、魚類加工廠、飼料加工廠等諸多場所。目前等離子體電源還停留在實驗室階段，尚未大規模工業化應用。

脈沖電暈等離子體技術在環境治理行業中大規模應用面臨的技術挑戰有：

1)能耗高。脈沖等離子體電源普遍采用了磁壓縮開關技術。由于磁開關具有單向導通性能，因此反應器上的絕大部分能量不能得到很好的回收，最終只能通過泄放電阻轉化為熱能。與高頻諧振交流電源完全不同，反應器上的電場儲能不能通過自然諧振等傳統技術手段回饋供電端。

2)上升時間。脈沖等離子體電源多采用串聯諧振工作模式，負載電壓波形為正弦波，難以滿足ns級上升時間要求。上升前沿越陡，等離子體電源的流光放電電壓預告，環境治理效果越好。

3)脈寬控制技術。在脈沖寬度不超過1us的試驗條件下，等離子電源的脈沖寬度越大，流光放電時間持續越長，反應器內的臭氧發生量就越大，環境治理效果越好；但是，如果脈沖寬度太大，反應器內電極就有可能進入火花放電區域，除了不利于臭氧產生外，還會造成反應器發熱。

4)負載匹配。反應器可以等效為等效電容與可變電阻的并聯模型。只有反應器輸入阻抗與電源輸出阻抗達到匹配狀態，電源的輸出功率才能最大，反應器內的臭氧發生效率才能最高。

實用新型內容

本實用新型的目的是針對現有的等離子體放電技術能耗高利用率低的問題，而提出了一種能對反應器中剩余無功功率進行回收的脈沖電暈放電等離子體電源無功電能回收電路。

本實用新型的目的可通過下列技術方案來實現：

一種脈沖電暈放電等離子體電源無功電能回收電路，其特征在于，它包括：

網側三繞組變壓器部分，與外部三相電源相連，提供電能；

AC/DC整流器部分，位于網側三繞組變壓器部分與納秒前沿脈沖發生器部分之間，用于將網側三繞組變壓器部分輸出的交流電轉化成直流電供給納秒前沿脈沖發生器部分；

納秒前沿脈沖發生器部分用于產生等離子體電化學反應所需電壓波形；

截尾放電開關部分，將納秒前沿脈沖發生器部分內剩余的無功電能回收至儲能電容器C_dc2中；

DC/AC逆變器部分，具有儲能電容器C_dc2，并能將回收的無功電能回饋至交流電網。

作為一種優選，所述的截尾放電開關部分包括電子開關T₁和電阻R_k，兩者串聯。