Мы можем предложить высоковольтные зарядные устройства

ООО «Траконта»                                                          54031, Украина г.Николаев, ул. Электронная, 81/4

Факс: +38(0512) 58-23-63

Тел: +38(0512) 71-49-45, (050) 318-02-60

Генераторы импульсных токов

наши предложения

Высоковольтные зарядные устройства

наши предложения

Высоковольтные конденсаторы

наши предложения

Высоковольтный кабель

наши предложения

Высоковольтные коммутаторы

наши предложения

Безопасность при работе с высоким напряжением

О компании

Контакты

Продукция

 

Высоковольтные зарядные устройства

 

Высоковольтные зарядные устройства (ЗУ) – важнейший компонент многих комплексных устройств и приборов. Высоковольтные ЗУ обладают уникальными свойствами, отличающими их от обычных источников питания. Базовое высоковольтное ЗУ включает в себя следующие блоки:

 

1)Входной силовой каскад - выполняет функцию согласования по входному сигналу; параметры первичного источника электроэнергии могут варьировать в широком диапазоне. Общеупотребительными являются следующие параметры сети: частота 50-400 Гц, напряжение 12-500 В; в качестве входных могут применяться также источники постоянного тока на напряжения 5-300 В. Силовой каскад выполняет роль выпрямителя и фильтра в цепи переменного тока, а в цепи постоянного тока – функции защиты и фильтрации. Кроме того, входной силовой каскад может брать на себя функции вспомогательных источников, питающих цепи управления. Условия работы входного каскада влияют на построение схемных решений. Выходным сигналом силового согласующего каскада обычно является постоянное напряжение, которое, в свою очередь, является питающим для каскада инвертера.

 

2) Инвертор преобразует постоянное напряжение в высокочастотное переменное напряжение. Существует множество различных схем инверторов, однако, наилучшее решение определяется всего несколькими свойствами высоковольтного источника. Как правило, высокочастотный сигнал с инвертора поступает на повышающий высоковольтный трансформатор. Применение высокочастотного сигнала позволяет добиться высоких технических характеристик при одновременном снижении размеров магнитопроводов и накопительных конденсаторов. Однако при подключении трансформатора с высоким передаточным числом к высокочастотному инвертору возникает проблема: внесение паразитной емкости вторичной обмоткой трансформатора, что негативно влияет на его работу. Другая особенность, характерная для высоковольтных источников – широкий диапазон нагрузок. Частыми спутниками высокого напряжения являются пробои изоляции (искрение). В этой связи надежность инвертора должна быть достаточно высокой с точки зрения любых возможных сочетаний открытой, короткозамкнутой цепи и состояний нагрузки. Следует также учесть источники шума, в частности, со стороны инверторов источника питания. Наилучший способ избежать этих шумов заключается в использовании резонансных ключевых схем. Не менее важно обеспечить низкие уровни пульсаций на входе и выходе, и качественное экранирование. Все эти вопросы, включая также надежность и стоимость, решаются в рамках топологии инвертера высоковольтного ЗУ.

 

3) Высоковольтный высокочастотный трансформатор. Наиболее сложным устройством входящем в состав ЗУ традиционно является высоковольтный высокочастотный трансформатор. В действительности никакой сложности нет, просто нужно ясное понимать работу электромагнитной схемы и иметь четкое представление об используемых материалах и технологиях. В большинстве экспертных оценок за основу принимается большое число витков и большие значения пикового напряжения во вторичной обмотке. Этими двумя факторами определяется геометрия сердечников и технология намотки, совершенно отличная от той, которая применяется в обычных трансформаторах. Могут иметь значение и другие характеристики: отношение вольт/число витков вторичной обмотки, параметр межслойного влияния и тангенс угла потерь изоляции, геометрия намотки в контексте ее влияния на паразитную емкость и утечку, послойная пропитка намотки изоляционным лаком, уровень коронирования и другие, практически важные факторы, например, запас по перегреву или себестоимость.

 

4) Высоковольтный выходной каскад выполняет функции выпрямления и фильтрации высокочастотного сигнала, снимаемого с вторичной обмотки трансформатора. В этих процессах традиционно используются высоковольтные диоды и конденсаторы. Однако способы их включения сильно различаются. Так, в маломощных выходных каскадах используют обычные умножители напряжения. Для силовых схем более эффективными являются модифицированные схемы умножителей и трансформаторов. Высоковольтный каскад обеспечивает также сигналы обратной связи и контроля, поступающие на обработку в управляющие цепи источника питания. Все эти элементы электрически изолированы от земли в целях предотвращения дугового разряда. В качестве изоляции используют различные материалы. Наиболее распространенными являются воздух, трансформаторное масло, твердые герметики (клеи-герметики, эпоксидная смола и др.). Выбор материала изоляции и технологический контроль могут оказаться наиболее важными с точки зрения надежности высоковольтной схемы.

 

5) Схема регулирования является связующей для всех каскадов источника питания. Степень сложности схемы может быть различной – от единственной аналоговой ИС до большого числа ИС и микроконтроллера, регулирующего и контролирующего все параметры высоковольтного выхода. Однако основные требования, которым должна удовлетворять любая цепь регулирования, сводятся к точной стабилизации выходного напряжения или тока в той степени, как это необходимо по условиям нагрузки, входной мощности и заданных установок. Наиболее эффективно это решается с помощью контура обратной связи.

Традиционный способ заключается в отслеживании выходного напряжения и тока и сравнении измеренных значений с опорным входным сигналом. Полученная разность (сигнал ошибки) между двумя сигналами (обратной связи и опорным) подается в управляющую цепи инвертора, что в конечном итоге приводит к изменению выходной мощности.

Кроме тока и напряжения могут быть стабилизированы и другие параметры. Фактически можно стабилизировать любую переменную, удовлетворяющую закону Ома (сопротивление, напряжение, ток и мощность). Кроме того, стабилизации могут быть подвергнуты параметры, зависимые от выходной мощности.

 

Режимы стабилизации

Качество высоковольтного ЗУ является основой стабильных и воспроизводимых характеристик аппаратуры. Изменчивость выходного напряжения и тока обычно напрямую сказывается на конечных данных и поэтому должна восприниматься как источник ошибок. В высоковольтных источниках ошибки опорного напряжения, которое используется для задания требуемого выходного напряжения, могут быть устранены за счет применения стабилизированного опорного источника на основе ИС.

Режимы стабилизации по току и напряжению – два способа управления выходом источника питания. В первом случае от зарядного устройства требуется, чтобы оно было источником напряжения и удерживало выходное напряжение на постоянном уровне в то время, когда ток изменяется от 0 до максимального (по паспорту) значения. Такой источник работает в режиме стабилизации выходного напряжения, обеспечивая ток, необходимый по условиям нагрузки. Источник напряжения – это по своей сути источник питания с низким выходным сопротивлением.

В основном ЗУ работает в токовом режиме. В этом случае стабилизируется выходной ток. При этом обеспечивается весь диапазон напряжений, которые диктуются условиями нагрузки, включая режим короткого замыкания. В данном случае прибор функционирует как источник тока, т.е. источник питания с высоким выходным сопротивлением.

Оба режима обеспечивают непрерывное регулирование выходного параметра источника, однако в одно и тоже время может функционировать только один из них. Режимы реализуются с помощью быстродействующих управляющих схем, так что автоматическое переключение режимов является неотъемлемым свойством источника питания.

Режим стабилизация мощности это третий режим работы ЗУ, который можно организовать в наших источниках питания для регулировки выхода. В большинстве устройств основными режимами являются стабилизация выходного напряжения или тока. Взяв в качестве управляющих сигналов напряжение и ток, пропорциональные их выходным значениям, и, подав их на схему умножения, получим сигнал обратной связи по мощности (напряжение × ток = мощность). Для замыкания контура обратной связи управления мощностью нужно подать этот сигнал на один из входов разностного усилителя, а на другой вход – опорный сигнал.

Стабилизация мощности обычно используется в двух случаях. Наименее распространенным является вариант, когда стабилизируемым параметром является мощность, подаваемая в нагрузку. Например, вследствие критичных тепловых условий может потребоваться стабилизация теплового режима. Пользуясь функцией стабилизации мощности, можно задать пределы тока и напряжения такими, чтобы мощность в нагрузке оставалась постоянной вне зависимости от импеданса самой нагрузки.

Более распространенный случай применения данного режима – это когда при заданном ограничении на мощность от источника электроэнергии отбирается (или нагрузкой потребляется) более высокий ток при пониженном напряжении. Такой ситуация часто возникает в рентгеновских трубках, когда возрастание тока нагрузки ведет к увеличению максимального напряжения, что может привести к повышению выходной мощности свыше номинального значения. Пользуясь режимом стабилизации мощности, можно решить эту проблему, ограничив мощность на номинальном или заданном уровне.

 

Полярность

Высоковольтные ЗУ могут быть как положительной так и отрицательной полярности. Если взять в качестве опорного уровня потенциал земли, то на выходе источника может быть "X" вольт выше потенциала земли (положительная полярность), или же "X" вольт ниже потенциала земли (отрицательная полярность). В другой интерпретации можно представить ЗУ с положительной полярностью как исток (т.е. производящий ток), а источник с отрицательной полярностью как сток (т.е. принимающий ток). Аппаратура, в которой используются высоковольтные источники, также требует положительную или отрицательную полярность источников питания, поэтому при заказе обязательно следует указывать полярность источника.

Существует немало устройств в которых источник питания привязан не к земле, а какому-либо другому уровню. Такие источники питания называют "плавающими".

Высоковольтные ЗУ можно продолжительно эксплуатировать при паспортных значениях максимального тока/напряжения/мощности без ущерба его надежности или техническим характеристикам. Каждый выпускаемый нами источник прогоняется в режиме полного номинального тока/напряжения в течение 10 часов. Все наши источники разработаны в соответствии с Руководством по техническому проектированию, которое устанавливает степень отклонения номинальных параметров соответствующих компонент источника. Источник питания, созданный в соответствии с данным Руководством, имеет более чем приемлемые допуски, так что нет нужды эксплуатировать источник при параметрах, значения которых ниже паспортных.

 

Мы можем предложить высоковольтные зарядные устройства, параметры которых лежат в следующих диапазонах:

 

1. Диапазон выходных напряжений 0...125 кВ;

2. Диапазон зарядного тока 0…100 А;

3. Диапазон выходной мощности 0…40 кВт;

5. Диапазон потребляемой мощности 0…50 кВА;

6. Диапазон длительной стабильности 0.1…2.7%;

7. Уровень пульсаций выходных параметров 0.2 – 3%;

8. Диапазон регулирования выходных параметров 5-100%.

 

Питание высоковольтных зарядных устройств осуществляется от промышленной трёхфазной сети переменного тока с напряжением 220В или 380В+10%-15%, частотой 50/60 Гц. В «обычном» исполнении ЗУ предназначены для эксплуатации в лабораторных и промышленных помещениях с температурой воздуха от +5°С до +35°С при относительной влажности до 90%. Высоковольтные ЗУ по желанию заказчика могут иметь n-разрядную цифровую индикацию задаваемых и выходных параметров: тока, напряжения, мощности, частоты, и осуществлять регулирование с пульта дистанционного управления на ИК-лучах («ПДУ») и с разъёма «Внешнее управление» (ВУ) нормированными аналоговыми сигналами (от 0 до +10 В). Все цепи разъёма «ВУ» имеют гальваническую оптоэлектронную развязку до потенциала 1500В, что обеспечивает помехоустойчивое сопряжение ИВЭ с внешней ЭВМ. По заказу цепи разъема «ВУ» могут иметь интерфейс «RS-485». Имея высокий КПД преобразования электроэнергии (от 85% до 92%), принудительную воздушную вентиляцию и термозащиту, ЗУ могут эксплуатироваться без ограничения времени включения при работе на максимальной мощности. Применённые во всех источниках защита от КЗ и входных перенапряжений сети, цепи блокировки по сети и по выходному напряжению, гальванически изолированные от корпуса и питающей сети выходные цепи (на напряжение ±1500 В), позволяющие соединять параллельно-последовательно несколько ЗУ, предоставляют Потребителям возможность создавать специализированные системы электропитания. Высоковольтные ЗУ обладают относительно малым удельным весом (от 2¸3 до 5,7 кг/кВт) и объёмом (от 4,2 до 15¸7 л/кВт) для стационарного промышленного оборудования, в силу чего обеспечивают удобство транспортировки и малую площадь размещения. Это в значительной степени позволяет увеличить эффективность работы устройств вакуумно-технологического оборудования и другой электрофизической аппаратуры, обеспечивая воспроизводимость технологических процессов за счёт «жёсткой» стабилизации режимов и расширения области устойчивой работы.

Благодаря примененной модульной структуре построения зарядных устройств получена высокая ремонтопригодность изделий, возможность их дальнейшей модернизации.

 

Если требуемое Вами зарядное устройство отсутствует на складе, то мы можем изготовить его в кратчайший срок. Кроме того мы обеспечиваем быструю разработку и изготовление нестандартных высоковольтных источников питания по частным техническим заданиям.