高周波・高圧電源

DeFa Environmental Equipment は、産業用静電気およびプラズマ用途向けの高周波高電圧電源を製造しています。これらの高周波および高電圧電源は、三相 AC 入力を電圧 1 kV ～ 120 kV の安定化 DC 出力に変換し、単一シャーシで 1 kW ～ 200 kW の定格電力を備え、並列構成によりより高い電力を利用できます。

従来の 50/60 Hz 電源周波数変圧器との主な技術的違いは、スイッチング周波数です。 DSP 制御を備えた LLC 共振トポロジーを使用して、20 kHz ～ 50 kHz で動作します。これにより、大型の鉄心ユニットの代わりにはるかに小型のフェライトコア変圧器を使用できるようになり、ほとんどの負荷範囲にわたって 95% 以上の変換効率を達成できます。実際には、これは、古い変圧器設計と比較して、同じ出力電力に対するエネルギー消費量が 20% ～ 30% 低いことを意味します。

機能と利点の説明

動作原理

高周波高電圧電源は、AC 入力を DC に整流し、インバータ段を介して高周波でスイッチングします。高周波ACはコンパクトなフェライトトランスによって昇圧され、整流およびフィルタリングされて最終的なDC出力が生成されます。

DSP はスイッチング周波数を継続的に調整して、負荷や回線の状態が変化しても最適な動作を維持します。この閉ループ制御はマイクロ秒単位の変化に応答します。定電圧、定電流、定電力の 3 つの制御モードから選択できます。電気集塵機の場合、粉塵負荷が変動しても安定したコロナを維持するため、定電流が一般的です。プラズマリアクターは通常、放電状態を安定に保つために定電圧で動作します。

出力性能

出力リップルは全負荷時にピークツーピークで 1% 未満です。電気集塵機では、リップルが低いということは、コロナ電流がより安定し、過度の火花が発生することなく捕集効率が向上することを意味します。プラズマ VOC 処理の場合、安定した放電とより予測可能な酸化速度が得られます。

電圧レギュレーション精度は設定値の±0.5%以内、電流レギュレーションは±1%以内です。通常 100 マイクロ秒未満の高速応答時間は、ESP アプリケーションでのスパークオーバーの抑制に役立ち、電極の摩耗を軽減し、メンテナンス間隔を延長します。

保護システム

電源と接続された負荷の両方に対して包括的な保護を組み込みました。標準機能には、過電圧、過電流、短絡、入力欠相、過熱シャットダウンが含まれます。

アーク検出は特筆に値します。電気集塵機では、火花は頻繁に発生しますが、ある程度は正常です。しかし、アークが持続すると放電電極が損傷する可能性があります。当社のユニットは、アークからの電流スパイクを検出し、出力電力を直ちに低減します。アークが設定時間を超えて持続する場合 (ユーザーが調整可能)、ユニットは完全にトリップします。これにより、孔食が防止され、電極の寿命が延びます。

すべての保護イベントはタイムスタンプとともに記録され、不揮発性メモリに保存されます。オペレータは通信インターフェイスを通じて障害履歴を取得できます。

監視と制御

Modbus RTU を備えた RS-485 が標準です。 Modbus TCP を備えたイーサネットはオプションとして利用可能です。これらのインターフェイスを介して、ユニットをプラント DCS または SCADA システムに接続できます。

From a remote location, operators can read output voltage, output current, fault status, internal temperature, and power consumption. You can also adjust voltage and current setpoints, change control modes, and reset faults remotely. This reduces the need for on-site visits, especially for installations in confined spaces or high-risk areas.

アナログ制御の場合、設定値用の 4 ～ 20 mA 入力とステータス信号用の出力を標準で提供します。

物理設計

高周波設計によりサイズと重量を大幅に削減します。 100 kW のユニットは、同等の 50/60 Hz 変圧器の約 10 分の 1 の体積を占めます。これにより、混雑した電気室で古いユニットを交換する際の改造が実用的になります。重量も同様に軽量化されているため、設置に重機を必要としません。

冷却は、最大 50 kW のモデルの場合は強制空冷で、より高い出力定格または周囲温度が 40°C を超える設置の場合は水冷です。標準のエンクロージャ定格は屋内使用の場合は IP20 です。 IP54は屋外または粉塵の多い環境でも使用できます。

アプリケーション

これらの電源は、いくつかの産業環境アプリケーションに導入されています。

発電所、セメント窯、鉄鋼焼結工場、焼却炉における排ガス集塵用の電気集塵機。安定した DC 出力により収集効率が向上し、スタックの排出が削減されます。

化学工場、コーティングライン、印刷施設、医薬品製造からの排気流中の揮発性有機化合物を分解するためのプラズマ VOC 処理システム。

機械加工作業、食品加工、繊維ステンター機械での工業用オイルヒュームおよびミスト処理。

廃水処理プラント、堆肥化施設、レンダリング作業用の臭気制御システム。プラズマまたはコロナ放電を使用して H₂S、アンモニア、その他の臭気化合物を分解します。

商業ビル、クリーンルーム、医療施設向けの空気浄化ユニット。

信頼性とテスト

当社は 2006 年から高電圧電源の製造を行っています。当社の設置ベースは、中国、東南アジア、中東、南米、ヨーロッパ全体で 2,000 台を超えています。これらの多くは、周囲温度が定期的に 45°C を超え、粉塵負荷が大きいセメントおよび鉄鋼工場で稼働しています。

これらの設備の現場データから、平均故障間隔は 80,000 時間強であることがわかります。この数値は理論上の計算ではなく、実際の操作ログに基づいています。

各ユニットは出荷前に最大定格負荷で 48 時間のバーンイン テストを受けます。定格出力の1.5倍で1分間の高電圧耐圧試験も行っております。すべての保護機能は最終テスト中に個別に検証されます。

IGBT モジュール、高電圧変圧器、コンデンサ、制御基板などの重要なコンポーネントは、ティア 1 サプライヤーから調達されています。当社は到着時にすべてのバッチを検査し、すべての主要部品のトレーサビリティ記録を維持します。

カスタマイズオプション

標準外の電圧、電流、または機械的要件に対応するカスタム構成を提供します。例としては、特定のプラズマ化学用のユニット、耐塩水噴霧を備えた海上スクラバー用、ディレーティング調整が必要な高高度設備用のユニットなどがあります。

当社のエンジニアリング チームは、インターフェイスのマッチング、制御ロジックの適応、高調波フィルタリングを支援します。当社は大規模プロジェクトのオンサイト試運転サポートも提供していますが、ほとんどのユニットはすぐに標準の ESP またはプラズマ システムで動作するように事前構成されています。

ドキュメントとサポート

各ユニットには、設置、配線、操作、トラブルシューティング、メンテナンスを網羅した完全なマニュアルが付属しています。弊社では電子メールと電話による技術サポートを提供しており、標準的なお問い合わせに対しては 24 時間以内に回答いたします。緊急の問題については、通信インターフェイスを介してリモート診断を手配できます。

現行モデルのスペアパーツは在庫に保管されており、レガシー機器をサポートするために過去 10 年以内に出荷されたユニットの文書も管理されています。