DE3027112A1 - Spannungsversorgung fuer einen ozonisator - Google Patents
Spannungsversorgung fuer einen ozonisatorInfo
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Description
-
- Spannungsversorgung für einen Ozonisator
- Die Erfindung betrifft eine Spannungsversorgung für einen Ozonisator, bei der die gleichgerichtete Netzwechselspannung in eine Pulswechselspannung mit steiler Anstiegsflanke und variabler Frequenz und Amplitude umformbar ist und über einen Hochspannungstransformator an den Ozonisator anschließbar ist.
- Zur Spannungsversorgung eines Ozonisators ist es bereits bekannt, die Netzwechselspannung mittels steuerbarer Halbleiterelemente gleichzurichten und anschließend durch einen Wechselrichter in eine Pulswechselspannung höherer Frequenz umzuformen. Diese Pulswechselspannung mit rechteckfdrmigem Strom wird über einen Hochspannungstransformator dem Ozonisator zugeführt (vgl. DE-OS 22 12 484). Bei dieser bekannten Anordnung wird durch eine besondere elektrische Anpassungsschaltung in Form eines zwischen Wechselrichter und Ozonisator geschalteten elektrischen Vierpols dafür gesorgt, daß am Ozonisator Strom- und Spannungsoberwellen entstehen, welche die Ozonerzeugung durch Verringerung der Dauer der Glimmentladung im Ozonerzeuger verbessern sollen.
- Bei einer etwas abgewandelten Anordnung dieser Art (vgl.
- DE-OS 22 40 986) wird zum Zerhacken der gleichgerichteten Netzwechselspannung ein Thyristor benutzt, der von einer regelbaren Zündimpulsquelle angesteuert wird. Die Löschung dieses Thyristors wird laut Angabe selbsttätig durch den Ozonisator in Verbindung mit dem Transformator bewirkt. Nach der hier vertretenen Ansicht ist die Ozonerzeugung im wesentlichen von der Spitzenspannung und der Frequenz der Wechselspannung abhängig, wogegen die Wellenform der Spannung nur von untergeordneter Bedeutung sein soll.
- Ferner ist bereits eine Spannungsversorgung bekannt (vgl.
- z.B. DE-AS 190 1210), bei der Hochspannungstransformator und Ozonisator einen Parallelschwingkreis bilden, dessen Resonanzfrequenz wesentlich höher als die Frequenz der primärseitig am Transformator liegenden Impulse ist. Der Parallelschwingkreis wird also durch Jeden Primärimpuis angestoßen und schwingt dann bis zum nächsten Primärimpuls weitgehend aus. Die Verwendung des Resonanzkreises verringert zwar den Blindleistungsbedarf, kann aber infolge der unvermeidlichen Verluste im Ozonisator schon sehr schnell dazu führen, daß die sekundärseitige Schwingspannung unter den zur Koronabildung erforderlichen Wert absinkt und die dann noch im elektrischen Parallelkreis befindliche Energie aufgezehrt wird, ohne daß merklich noch Ozon erzeugt wird.
- Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Spannungsversorgung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß das Verhältnis von Ozonausbeute zur aufgewandten elektrischen Leistung auf einfache Weise verbessert werden kann.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Summe der Pulsbreiten zweier aufeinanderfolgender Pulse unterschiedlicher Polarität wesentlich kleiner als die Periodendauer der Pulswechselspannung gemacht ist.
- Hierbei wird von der experimentellen Erkenntnis ausgegangen, daß die Ozonbildung praktisch nur im Bereich der relativ starken Anstiegsflanke der Ozonisatorspannung auftritt und daß die schon kurz nach dem Spannungsmaximum zufließende elektrische Energie praktisch nicht mehr zur Ozonerzeugung genutzt wird. Macht man also die Pulsbreite variabel in dem Sinne, daß sie wesentlich kleiner als die Periodendauer gemacht werden kann, so kann man sich den Spannungsbereich aussuchen, der für die Ozonausbeute optimal ist.
- Anhand eines in der Zeichnung dargestellten AusfUhrungsbeispieles sei die Erfindung näher beschrieben; es zeigen: Figur 1 den Spannungsverlauf an einem Ozonisator gemäß dem Stand der Technik und gemäß der Erfindung, wobei diese Spannungen mit einem Wechselrichter erzeugt sind, Figur 2 eine mit einer Zerhackerschaltung erreichbare Folge von kurzzeitigen Impulsen, Figur 3 die Wechselrichterschaltung, mit der ein Spannungsverlauf nach Figur 1 erreicht werden kann und Figur 4 die Zerhackerschaltung zur Bildung der Spannung gemäß Figur 2.
- In Figur 1 ist mit U1 die trapezförmige Spannung bezeichnet, die z.B. gemäß dem Stand der Technik nach der DE-OS 22 12 484 an den Ozonisator angelegt wird. Die Periodendauer dieser Pulsfolge sei mit Tp bezeichnet. Diese Periodendauer beträgt bei einer Frequenz der Pulswechselspannung von z.B. 400 Hz 2,5 ms. Die Anstiegszeit bis zum Spannungsmaximum von z.B. 12 kV möge z.B. 0,4 ms betragen. Wie ersichtlich, wird dann die Spannung nach Erreichen des Maximums über ca. die Dauer einer Viertelperiode konstant gehalten und dann anschließend wieder auf Null verringert, worauf sich dann eine Halbperiode mit der Pulsbreite Tp/2 entgegengesetzter Polarität anschließt. Insgesamt gesehen, handelt es sich bei dieser bekannten trapezförmigen Spannung in etwa um eine Art Sinusspannung.
- Die neue Erkenntnis besteht nun darin, daß das Aufrechterhalten einer Spannung nach dem Erreichen des Maximums für die Erzeugung von Ozon sinnlos ist, da die Ozonerzeugung im wesentlichen auf den Anstieg der Spannung beschränkt ist. Erfindungsgemäß wird daher die Spannung U2 (gestrichelt gezeichnet) sofort nach dem Erreichen des Maximums wieder auf Null abgesenkt. Anschließend beginnt nach Ablauf einer Wartezeit Tw ein neuer Puls entgegengesetzter Polarität. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, beträgt somit die Summenpulsbreite 2 TB zweier aufeinananderfolgender Pulse der erfindungsgemäß verwendeten Pulswechselspannung nur etwa die Hälfte derJenigen Summenpulsbreite Tp die nach dem Stand der Technik verwendet wird. Die gestrichelt gezeichneten Bereiche werden also - energetisch gesehen - eingespart und damit der Wirkungsgrad der Anordnung erhöht, und zwar ohne daß sich die Ozonausbeute merklich verringert.
- Figur 2 zeigt eine etwas andere Ausbildung der Pulswechselspannung U3 und zwar folgt hier Jeweils nach einem Doppelimpulspaar entgegengesetzter Polarität mit der Gesamtimpulsbreite 2 TB eine längere Wartezeit Tw,so daß sich insgesamt eine Periodendauer Tp ergibt, die wesentlich größer als die Summe 2 TB der beiden Pulsbreiten ist.
- Bei der Anordnung nach Figur 3 wird aus einem Dreiphasennetz RST über einen steuerbaren Gleichrichter 1 eine Gleichspannung erzeugt, die an einem Glättur.gs- und Speicherkondensator 11 liegt. An die Klemmen des Gleichrichters 1 ist ein Wechselrichter 2 angeschlossen, der aus den beiden gestrichelt umrandeten Phasenbausteinen 25 und 26 besteht. Jeder dieser Phasenbausteine hat zwei in Reihe geschaltete Thyristoren 21, 22 bzw. 23 und 24. An die Verbindungspunkte zwischen den Thyristoren ist die Primärwicklung 31 eines Transformators 3 angeschlossen, dessen Sekundärwicklung 32 parallel die einzelnen Ozonisatoren 4 speist. Der Wechselrichter 2 arbeitet als Brükkenwechselrichter d.h. es sind jeweils die Thyristoren 23 und 22 bzw. 21 und 24 geöffnet. Durch entsprechende Aussteuerung der Thyristoren läßt sich eine pulsformige Wechselspannung erzielen, die z.B. der Spannung U2 in Figur 1 entspricht. Durch Variation der Ansteuerwinkel kann dabei die Pulsbreite TB in vorgegebenen Grenzen verändert werden. Ebenso ist durch entsprechende Ansteuerung des Gleichrichters 1 bzw. des Wechselrichters 2 die Höhe und die Frequenz der pulswechselspannung veränderbar.
- Figur 4 zeigt eine Zerhackerschaltung zum Erzeugen der in Figur 2 dargestellten Spannung U3. Wie ersichtlich, ist hier der eine Ausgangspol des steuerbaren Gleichrichters 1 über zwei Thyristoren 51 und 52 und Drosseln 55 und 56 mit den beiden Enden der Primärwicklung 61 des Transformators 6 verbunden. Der Mittelpunkt der PrimErwicklung 61 ist mit dem anderen Pol des Gleichrichters 1 verbunden. Zu Jedem Thyristor 51 bzw. 52 ist noch eine antiparallelgeschaltete Diode 53 bzw. 54 vorgesehen. Die einzelnen Ozonisatoren werden von der Sekundärwicklung 62 des Transformators 6 gespeist. Die Wirkungsweise der vorliegenden Schaltung ist die folgende: Nach Zünden von z.B. Thyristor 51 wird der auf die Gleichrichterausgangsspannung geladene Kondensator 11 über die Droasel 55 und den oberen Teil der Primärwicklung 61 umgeladen und schwingt dann über die Diode 53 zurück. Anschließend wiederholt sich der Vorgang in umgekehrter Richtung durch Zünden des Thyristors 52. Man erhält somit Impulsspitzen in beiden Richtungen.
- Die Schaltung läßt sich noch in der Weise vereinfachen, daß z.B. nur die eine Zerhackerhälfte, d.h. Thyristor 51 und Diode 53 verwendet wird. Es ist vorteilhaft, noch einen gesonderten Löschkreis vorzusehen, der bei einer Störung des Rückschwingvorganges den Thyristor 51 löscht.
- 4 Figuren 3 Patentansprüche Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Spannungsversorgung für einen Ozonisator (4), bei der die gleichgerichtete Netzwechselspannung in eine Pulswechselspannung (U2) mit steilem Anstieg und variabler Frequenz und Amplitude umgeformt wird und über einen Hochspannungstrafo (3) an den Ozonisator (4) angeschlossen wird. Ausgehend von der Erkenntnis, daß die nach dem Spannungsmaximum der am Ozonisator angelegten Pulswechselspannung sehr wenig zur Ozonausbeute beiträgt, wird die Pulsbreite (TB) auf einen optimalen Wert reduziert. Zur Erzeugung der Pulswechselspannung werden an sich bekannte Thyristorwechselrichter (2) oder Zerhackerschaltungen (5) benutzt. Leerseite
Claims (3)
- PatentansxrUche Spannungsversorgung für einen Ozonisator, bei der die gleichgerichtete Netzwechselspannung in eine Pulswechselspannung mit steilem Anstieg und variabler Frequenz und Amplitude umformbar ist und über einen Hochspannungstransformator an den Ozonisator anschließbar ist, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Summe (2 TB) der Pulsbreiten (TB) zweier aufeinanderfolgender Pulse unterschiedlicher Polarität wesentlich kleiner als die Periodendauer (Tp) der Pulswechselspannung (U2) gemacht ist.
- 2. Spannungsversorguulg nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Pulswechselspannung eine Rechteckspannung ist, bei der das Verhältnis von Pulsbreite zu Pulsfolgefrequenz veränderbar ist.
- 3. Spannungsversorgung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Pulswechselspannung (U3) aus Kurzzeitimpulsen wechselnder Polarität beßteht, deren Dauer (TB) klein im Verhältnis zur Pulsfolgedauer (Tp) von Pulsen gleicher Polarität ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19803027112 DE3027112A1 (de) | 1980-07-17 | 1980-07-17 | Spannungsversorgung fuer einen ozonisator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19803027112 DE3027112A1 (de) | 1980-07-17 | 1980-07-17 | Spannungsversorgung fuer einen ozonisator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3027112A1 true DE3027112A1 (de) | 1982-02-11 |
DE3027112C2 DE3027112C2 (de) | 1988-02-18 |
Family
ID=6107438
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19803027112 Granted DE3027112A1 (de) | 1980-07-17 | 1980-07-17 | Spannungsversorgung fuer einen ozonisator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3027112A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3505577A1 (de) * | 1985-02-18 | 1986-08-21 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Elektrische schaltung zur erzeugung pulsfoermiger spannungen fuer einen ozonisator |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE2212484A1 (de) * | 1971-03-16 | 1972-09-21 | Jeumont Schneider | System zur Speisung von Ozonerzeugern |
DE2240986A1 (de) * | 1971-08-25 | 1973-03-01 | Purification Sciences Inc | Koronaerzeuger |
DE1901210B2 (de) * | 1969-01-10 | 1974-08-01 | Puromatic Inc., Sherman Oaks, Calif. (V.St.A.) | Vorrichtung zur Erzeugung von Ozon |
DE2617104A1 (de) * | 1975-11-17 | 1977-05-26 | Union Carbide Corp | Verfahren zur durchfuehrung von koronaentladungsreaktionen |
DE2658913A1 (de) * | 1976-12-24 | 1978-07-06 | Messer Griesheim Gmbh | Vorrichtung zur erzeugung von ozon |
-
1980
- 1980-07-17 DE DE19803027112 patent/DE3027112A1/de active Granted
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3027112C2 (de) | 1988-02-18 |
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