制定研究高频高压电晕等离子处理机:
等离子体作为物质的第四种状态,由于其独特的离子效应、优异的导电性和明显的集体运动行为,在能源、信息材料、化工、医疗、空间物理等层面得到了广泛的关注和应用。在等离子体应用和营销推广的同时,各层面对等离子体发生器的制定提到了更多的要求。由于传统的DC等离子体发生器能耗高,效率低,新型高效电晕等离子处理的制定和研究越来越重要,以满足现代工业的更高需求。
针对传统直流电晕等离子处理存在的问题,制定了高频高压电晕等离子处理器。该系统由移相全桥PWM控制模块功率驱动控制模块、高可靠性双串联谐振升压模块等控制模块组成,可有效提高输入功率效率,大大降低驱动电路的热损耗,稳定等离子体。
发生高频高压电晕等离子处理的方法。
在电磁线圈上施加高频电场时,一部分空气电离形成的自由电子做好快速运动,二次碰撞气体原子形成电离,在垂直于磁场方向的截面上形成闭环涡流。根据等离子体电磁感应原理,电流频率越高,磁通变化率越大,感应电势越大,电磁感应原理越明显,等离子体束越稳定。由于高频正弦交流电电磁感应原理的存在,等离子体束具有皮肤效应。
电流频率越高,穿透深度越小,皮肤效应越明显,等离子体中的自由电子越集中。表面电子密度增加,自吸现象减弱(发射体向外辐射的谱线被自身原子吸收,削弱谱线中心强度),等离子体越稳定。
因此,当放电端的电压和正弦交流电的频率分别达到相关阈值时,可以形成可靠性好、电子密度高的等离子体。等离子体可以在高频高压下通过气体放电稳定形成。在晶体管的驱动下,系统通过移相全桥控制电路提供控制信号,通过高频串联谐振升压电路稳定输入信号升压。
在高频升压电路的制定中,系统采用基于LC串联谐振的高频串联谐振固态特斯拉升压电路。电路由低压输入端、主电容组、串联谐振断路器、初级线圈和放电端组成,可在放电端形成高压电场,实现高频高压条件下的等离子体。高频高压电晕等离子处理通过移相全桥控制电路在功率晶体管驱动下提供控制信号,通过高频串联谐振升压电路稳定发生输入信号升压,降低驱动管耗,提高输入电源效率。