专利名称：一种双极性高压脉冲发生装置及相对应的处理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种双极性高压脉冲发生装置及相对应的处理系统，属于高压脉冲功率技术领域。
背景技术：
脉冲功率技术是近些年来逐渐兴起的新技术，它是将很大的能量储存在储能元件中，通过放电开关在极短的时间内将能量快速的释放到负载上。由于其独特的功能，使得该技术在很多领域得到了广泛的应用，例如废水、废弃处理，医疗卫生，杀菌消毒等。高压脉冲电源是脉冲功率技术中的重要设备，不但要求输出脉冲的上升沿陡、重复频率高，而且要求输出电压高、工作寿命长。高压脉冲电源主要由直流高压，储能元件和 快速开关等组成。根据其输出波形的不同，大致可以分为为单极性波，双极性波，矩形波、指数衰减波、振荡波等多种形式。根据国内外的研究表明，在实际应用中双极性波形比单极性波形效果好。但是，目前已有的双极性高压脉冲装置往往结构复杂，元件较多，价格昂贵。在现有的高压脉冲发生装置中，为了得到高电压，常常采用脉冲变压器。但是脉冲变压器是由特殊材料的铁芯组成，不但对铁芯的形状要求严格，而且对线圈有很高的要求。高压脉冲发生装置中在工作时，由于高电压的作用，会瞬时产生很大的电流，进而会在变压器绕组上产生很大的机械力。像这样既要满足高电压，大电流，同时又需要产生陡脉冲前沿的变压器是很难做到的，即便能够做到，价格方面也会非常昂贵。
发明内容
本发明的目的是提供一种双极性高压脉冲发生装置及相对应的处理系统，以解决目前双极性高压脉冲发生装置结构复杂、元件较多以及价格昂贵的问题。本发明为解决上述技术问题提供了一种双极性高压脉冲发生装置，该脉冲发生装置包括高压直流电源、两个电容放电単元和两个火花间隙开关，两个电容发电单元串联后并接在高压直流电源两端，两个火花间隙开关串联后与两个电容放电単元并联，两个电容放电单元之间的节点用于连接处理室装置的一端，两个火花间隙开关之间的节点用于连接处理室装置的另一端，两个火花间隙开关上设置有驱动装置，在该驱动装置的作用下两个火花间隙开关能够交替开关和闭合。所述的高压直流电源和两个电容放电単元之间还并联有大容量电容，用于稳定高压直流电源电压以及为所述的两个电容放电单元进行快速充电。所述的高压直流电源包括単相交流电源、调压器、变压器和桥式整流电路，単相交流电源通过调压器和变压器后与桥式整流电路相连。所述的桥式整流电路和大容量电容之间还串接有限流保护电阻。所述的电容放电单元为单个电容或电容组。本发明为解决上述技术问题还提供一种双极性高压脉冲处理系统，该处理系统包括双极性高压脉冲发生装置和处理室装置，所述的双极性高压脉冲发生装置包括高压直流电源、两个电容放电単元和两个火花间隙开关，两个电容发电单元串联后并接在高压直流电源两端，两个火花间隙开关串联后与两个电容放电単元并联，处理室装置的一端与两个电容放电单元之间的节点相连，另一端与两个火花间隙开关之间的节点相连，两个火花间隙开关上设置有驱动装置，在该驱动装置的作用下两个火花间隙开关能够交替开关和闭
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ロ O所述的高压直流电源和两个电容放电単元之间还并联有大容量电容，用于稳定高压直流电源电压以及为所述的两个电容放电单元进行快速充电。所述的高压直流电源包括単相交流电源、调压器、变压器和桥式整流电路，単相交流电源通过调压器和变压器后与桥式整流电路相连。所述的桥式整流电路和大容量电容之间还串接有限流保护电阻。 所述的电容放电单元为单个电容或电容组。本发明的有益效果是本发明通过利用两个机械旋转火花间隙开关的交替导通和关断，使装置对处理室装置输出双极性高压脉冲，本发明的双极性高压脉冲发生装置结构简单、价格便宜，且能够调节输出的高压脉冲频率。
图I是本发明双极性高压脉冲发生装置实施例中的电路图2是本发明双极性高压脉冲发生装置实施例中的输出电压波形图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进ー步的说明。本发明双极性高压脉冲发生装置实施例
如图I所示，本发明的脉冲发生装置包括高压直流电源、两个电容放电単元C2和C3以及两个机械旋转火花间隙开关SI和S2，两个电容发电単元C2和C3串联后并接在高压直流电源两端，两个机械旋转火花间隙开关SI和S2串联后与两个电容放电単元C2和C3并联，两个电容放电单元C2和C3之间的节点用于连接处理室装置的一端，两个机械旋转火花间隙开关SI和S2之间的节点用于连接处理室装置的另一端，两个火花间隙开关上设置有驱动装置，在该驱动装置的作用下两个火花间隙开关能够交替开关和闭合，该驱动装置可以是往复运动驱动电机，使两个机械旋转火花间隙开关SI和S2交替开关和闭合，高压直流电源和两个电容放电単元之间还并联有大容量电容Cl，Cl用于稳定高压直流电源电压以及为所述的两个电容放电单元进行快速充电，高压直流电源包括单相电源V、调压器Tl、变压器T2、桥式整流电路和限流电阻R，桥式整流电路由D1、D2、D3和D4四个高压硅堆组成，单相交流电源经调压器Tl和变压器T2升压之后，利用单相桥式整流电路将升压后的交流电源变位直流高压，再经过限流保护电阻R后给Cl、C2和C3进行充电。其工作原理如下単相交流电源经调压器Tl和变压器T2升压之后，利用单相桥式整流电路将升压后的交流电源变位直流高压，再经过限流保护电阻R后给高压脉冲电容器Cl、C2和C3进行充电，利用空气间隙放电使开关导通的原理，两个机械旋转火花间隙开关SI和S2在电机驱动下进行交替的导通和关断。当开关SI导通吋，高压脉冲电容C2对处理室装置进行放电，处理室承受负极性的高压脉沖，Cl和直流电源一起给电容器C3快速充电，当开关S2导通吋，高压脉冲电容C3对处理室进行放电，使处理室承受正极性的高压脉冲，输出电压波形图如图2所示，Cl和直流电源一起给电容器C2进行快速充电，当需要改变高压脉冲电源的频率时，只需通过调节这连个机械旋转火花间隙开关SI和S2驱动装置的转速就能够实现。本发明双极性高压脉冲处理系统的实施例
如图I所示，本发明的双极性高压脉冲处理系统包括脉冲发生装置和处理室装置，脉冲发生装置包括高压直流电源、两个电容放电単元Cl和C2以及两个机械旋转火花间隙开关SI和S2，两个电容发电単元Cl和C2串联后并接在高压直流电源两端，两个机械旋转火花间隙开关SI和S2串联后与两个电容放电単元Cl和C2并联，处理室装置用于存放ー些待处理或者消毒的物品，例如废水、废弃物品，医疗卫生用品等，处理室装置的一端与两个电容放电单元Cl和C2之间的节点相连，处理室装置的另一端与两个机械旋转火花间隙开 关SI和S2之间的节点相连，相连后接地，防止由于高压直流电源发生短路导致处理室装置带电，两个火花间隙开关上设置有驱动装置，在该驱动装置的作用下两个火花间隙开关能够交替开关和闭合，该驱动装置可以是往复运动驱动电机，使两个机械旋转火花间隙开关SI和S2交替开关和闭合，高压直流电源和两个电容放电単元之间还并联有大容量电容Cl，Cl用于稳定高压直流电源电压以及为所述的两个电容放电单元进行快速充电，高压直流电源包括单相电源V、调压器Tl、变压器T2、桥式整流电路和限流电阻R，桥式整流电路由D1、D2、D3和D4四个高压硅堆组成，単相交流电源经调压器Tl和变压器T2升压之后，利用单相桥式整流电路将升压后的交流电源变位直流高压，再经过限流保护电阻R后给Cl、C2和C3进行充电。其工作原理如下利用空气间隙放电使开关导通的原理，两个机械旋转火花间隙开关SI和S2在电机驱动下进行交替的导通和关断，当开关SI导通吋，高压脉冲电容C2对处理室装置进行放电，处理室装置内承受负极性的高压脉沖，Cl和直流电源一起给电容器C3快速充电，当开关S2导通时，高压脉冲电容C3对处理室进行放电，使处理室装置承受正极性的高压脉沖，Cl和直流电源一起给电容器C2进行快速充电，输出电压波形图如图2所示，处理室装置内待处理的物品如污水在正负极性交替脉冲的冲击下，污水中的污物分子就会和水分子脱离，达到污水处理的目的。当需要改变高压脉冲电源的频率吋，只需通过调节这连个机械旋转火花间隙开关SI和S2驱动电机的转速就能够实现。
权利要求
1.一种双极性高压脉冲发生装置，其特征在于该脉冲发生装置包括高压直流电源、两个电容放电単元和两个火花间隙开关，两个电容发电单元串联后并接在高压直流电源两端，两个火花间隙开关串联后与两个电容放电単元并联，两个电容放电単元之间的节点用于连接处理室装置的一端，两个火花间隙开关之间的节点用于连接处理室装置的另一端，两个火花间隙开关上设置有驱动装置，在该驱动装置的作用下两个火花间隙开关能够交替开关和闭合。
2.根据权利要求I所述的双极性高压脉冲发生装置，其特征在于所述的高压直流电源和两个电容放电単元之间还并联有大容量电容，用于稳定高压直流电源电压以及为所述的两个电容放电单元进行快速充电。
3.根据权利要2所述的双极性高压脉冲发生装置，其特征在于所述的高压直流电源包括単相交流电源、调压器、变压器和桥式整流电路，単相交流电源通过调压器和变压器后与桥式整流电路相连。
4.根据权利要求2所述的双极性高压脉冲发生装置，其特征在于所述的桥式整流电路和大容量电容之间还串接有限流保护电阻。
5.根据权利要求2所述的双极性高压脉冲发生装置，其特征在于所述的电容放电单元为单个电容或电容组。
6.一种双极性高压脉冲处理系统，其特征在于该处理系统包括双极性高压脉冲发生装置和处理室装置，所述的双极性高压脉冲发生装置包括高压直流电源、两个电容放电单元和两个火花间隙开关，两个电容发电单元串联后并接在高压直流电源两端，两个火花间隙开关串联后与两个电容放电単元并联，处理室装置的一端与两个电容放电単元之间的节点相连，另一端与两个火花间隙开关之间的节点相连，两个火花间隙开关上设置有驱动装置，在该驱动装置的作用下两个火花间隙开关能够交替开关和闭合。
7.根据权利要求6所述的双极性高压脉冲处理系统，其特征在于所述的高压直流电源和两个电容放电单元之间还并联有大容量电容，用于稳定高压直流电源电压以及为所述的两个电容放电单元进行快速充电。
8.根据权利要求7所述的双极性高压脉冲处理系统，其特征在于所述的高压直流电源包括単相交流电源、调压器、变压器和桥式整流电路，単相交流电源通过调压器和变压器后与桥式整流电路相连。
9.根据权利要求7所述的双极性高压脉冲处理系统，其特征在于所述的桥式整流电路和大容量电容之间还串接有限流保护电阻。
10.根据权利要求7所述的双极性高压脉冲处理系统，其特征在于所述的电容放电单元为单个电容或电容组。
全文摘要
本发明涉及一种双极性高压脉冲发生装置及相对应的处理系统，属于高压脉冲功率技术领域该脉冲发生装置包括高压直流电源、两个电容放电单元和两个火花间隙开关，两个电容发电单元串联后并接在高压直流电源两端，两个火花间隙开关串联后与两个电容放电单元并联，两个电容放电单元之间的节点用于连接处理室装置的一端，两个火花间隙开关之间的节点用于连接处理室装置的另一端，两个火花间隙开关上设置有驱动装置，在该驱动装置的作用下两个火花间隙开关能够交替开关和闭合。本发明通过利用两个机械旋转火花间隙开关的交替导通和关断，使装置输出双极性高压脉冲，本发明的双极性高压脉冲发生装置结构简单、价格便宜，且能够调节输出的高压脉冲频率。
文档编号H02M9/04GK102832843SQ20121032097
公开日2012年12月19日 申请日期2012年9月3日 优先权日2012年9月3日
发明者姚为正, 马俊民, 黄永瑞, 何青连, 范彩云, 李生林, 洪波, 刘堃 申请人:许继集团有限公司, 国家电网公司