NO751082L - - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrorer koronageneratorer og nærmere bestemt en forbedret kraftforsyningskrets og tilknyttet koronagenerator som opererer med hoy frekvens og virkningsgrad. The present invention relates to corona generators and more specifically to an improved power supply circuit and associated corona generator which operates with high frequency and efficiency.

Det er generelt kjent at kapasiteten for en koronagenerator er It is generally known that the capacity of a corona generator is

avhengig delvis av frekvensen for kraftforsyningene over dens --plater. Tradisjonelt tilfores hoyspenningseffekt til en koronagenerator ved frekvensen for primærkilden, dvs. linjefrekvensen. For å oke frekvensen for effekten som påtrykkes koronageneratorer er det blitt foreslått at mekanisk drevne (motorgenerator) frekvensomformere skal anvendes. Det er også blitt foreslått at elektroniske kretser som innbefatter elektronror eller faststoff -anordninger også kan anvendes for å oke frekvensen. depending in part on the frequency of the power supplies across its --plates. Traditionally, high voltage power is supplied to a corona generator at the frequency of the primary source, i.e. the line frequency. In order to increase the frequency for the power applied to corona generators, it has been proposed that mechanically driven (motor generator) frequency converters should be used. It has also been suggested that electronic circuits that include electron tubes or solid state devices can also be used to increase the frequency.

t Generelt har man funnet at motorgenerator-frekvensomformere t In general, it has been found that motor generator frequency converters

er kostbare og ikke spesielt holdbare. Videre er kjente fre-kvensomf ormere som anvender elektronror eller faststoffkretser, ofte begrenset med hensyn til virkningsgrad. are expensive and not particularly durable. Furthermore, known frequency converters that use electron tubes or solid-state circuits are often limited in terms of efficiency.

Det er et formål ved den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en forbedret hoyfrekvens-kraftforsyningskrets som er spesielt hensiktsmessig for operasjon med koronageneratorer. It is an object of the present invention to provide an improved high frequency power supply circuit which is particularly suitable for operation with corona generators.

Ifolge den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt et hoyfrekvens-kraftforsyningssystem som omfatter en DC-kraftkilde som er koblet i serie med en lavspenningsvikling på en transformator, et flertall siliciumstyrte likerettere (SCR) According to the present invention, there is provided a high frequency power supply system comprising a DC power source connected in series with a low voltage winding of a transformer, a plurality of silicon controlled rectifiers (SCRs)

som er koblet i serie med hverandre og i serie med nevnte DC-kraftkilde og nevnte lavspenningsvikling, en kilde for triggerspenningspulser koblet til portene på nevnte siliciumstyrte likerettere, og midler for å koble en elektrisk last i serie which are connected in series with each other and in series with said DC power source and said low voltage winding, a source of trigger voltage pulses connected to the gates of said silicon controlled rectifiers, and means for connecting an electrical load in series

med hdyspenningsviklingen på nevnte transformator.with the high voltage winding on said transformer.

Nærmere bestemt tilveiebringer oppfinnelsen også et koronageneratorsystem som omfatter en DC-kraftkilde koblet i serie med en lavspenningsvikling i en transformator, et flertall siliciumstyrte likerettere koblet i serie med hverandre og i serie med nevnte DC-kraftkilde og nevnte lavspenningsvikling, -en kilde for triggerspenningspulser koblet til portene på nevnte siliciumstyrte likerettere, og en koronagenerator som har motstående elektroder koblet i serie med hoyspennings-viklingene i nevnte transformator. More specifically, the invention also provides a corona generator system comprising a DC power source connected in series with a low voltage winding in a transformer, a plurality of silicon controlled rectifiers connected in series with each other and in series with said DC power source and said low voltage winding, -a source of trigger voltage pulses connected to the gates of said silicon-controlled rectifiers, and a corona generator which has opposite electrodes connected in series with the high-voltage windings in said transformer.

For at den foreliggende oppfinnelse lettere skal kunne forstås, er denne beskrevet i den etterfolgende beskrivelse, dog kun i eksempels form, og med henvisning til vedlagte tegninger, hvor In order for the present invention to be easier to understand, it is described in the following description, however only in the form of an example, and with reference to the attached drawings, where

fig. 1 er et kretsdiagram som viser den hoyspente og høyfrekvente kraftforsyningskretsen til en koronagenerator, fig. 1 is a circuit diagram showing the high voltage and high frequency power supply circuit of a corona generator,

fig. 2, 3 og 4 viser forskjellige utforelser av koronageneratorer, (med deler brutt bort) som kan anvendes i forbindelse med kraftforsyningskretsen i fig. 1, fig. 2, 3 and 4 show different embodiments of corona generators (with parts broken away) which can be used in connection with the power supply circuit in fig. 1,

fig. 5 er en grafisk fremstilling av data som oppnås fra en krets ved å anvende en enkelt siliciumstyrt likeretter med spenningen plottet på den vertikale aksen og tiden langs den horisontale aksen, fig. 5 is a graphical representation of data obtained from a circuit using a single silicon controlled rectifier with voltage plotted on the vertical axis and time along the horizontal axis,

fig. 6 er et ytterligere diagram som er plottet på samme måte som i fig. 5, men som viser i tillegg,som en prikket linje, sammenlikningsdata som oppnås fra kretsen ifolge den foreliggende oppfinnelse, og fig. 6 is a further diagram plotted in the same manner as in FIG. 5, but which additionally shows, as a dotted line, comparison data obtained from the circuit according to the present invention, and

fig. 7 og 8 viser foretrukkede sendingsulikgjorende nettverk som kan anvendes i kretsen i fig. 1. fig. 7 and 8 show preferred transmission canceling networks which can be used in the circuit of fig. 1.

Kretsen som er vist generelt ved den brutte linjen 10 i fig. 1, er en konvensjonell,utjevnet halvbolgelikeretterkrets for til-forsel av pulset DC og innbefatter en likeretterdiode 11 som er jsammenkoblet med kondensatoren 12 og en kilde 13 for 60 Hz i -1 220 V AC. Selv om tegningen viser anvendelsen av en enkelt halvbolgelikeretterkrets som er hensiktsmessig for operasjon j med enkeltfasestrom, er det tatt i betraktning at trefase-brotype-likeretterkretser vil være spesielt hensiktsmessige for kommersiell anvendelse av oppfinnelsen, og at helbolge-likeretting kan anvendes hvis onskelig i stedet for halvbolge. --En konvensjonell pulsgeneratorkrets, hvilken er angitt innenfor den brutte linjen 20, innbefatter en transformator 21 og en unijunction-transistor 22. En vikling av transformatoren 21 er koblet i serie med en kilde 23 for 60 Hz 210 V AC, mens den andre viklingen er koblet til dioden 24, og til en felles leder for flere andre kretskomponenter som innbefatter en side av kondensatorene 25 og 26. Pulsgeneratorkretsen 20 innbefatter også en variabel motstand 27 og en fast motstand 28, som også er koblet til unijunction-transistoren 22. En leder fra unijunction-transistoren 22 er sammenkoblet med de faste motstandene 29 og 30. Man vil forstå at en stor variasjon av kommersielt tilgjengelige pulsgeneratorer vil være hensiktsmessige for anvendelse i den foreliggende oppfinnelse. Fig. 1 innbefatter også en faststoff-invertererkrets som generelt er angitt ved den brutte linjen 30, og som innbefatter to siliciumstyrte likerettere (SCR)31 og 32 som er koblet i serie. SCR 31 har en portleder 35,og SCR 32 har en portleder 36. Også innbefattet i invertererkretsen er en transformator 37 som har to sekundærviklinger som er sammenkoblet med portene 35 og 36 i de seriekoblede likeretterne 31 og 32. The circuit shown generally by the broken line 10 in FIG. 1, is a conventional equalized half-wave rectifier circuit for supplying the pulse DC and includes a rectifier diode 11 which is connected to the capacitor 12 and a source 13 for 60 Hz in -1 220 V AC. Although the drawing shows the use of a single half-wave rectifier circuit suitable for operation j with single-phase current, it is contemplated that three-phase bridge-type rectifier circuits will be particularly suitable for commercial application of the invention, and that full-wave rectification may be used if desired instead for half wave. --A conventional pulse generator circuit, which is indicated within the broken line 20, includes a transformer 21 and a unijunction transistor 22. One winding of the transformer 21 is connected in series with a source 23 for 60 Hz 210 V AC, while the other winding is connected to the diode 24, and to a common conductor for several other circuit components which include one side of the capacitors 25 and 26. The pulse generator circuit 20 also includes a variable resistor 27 and a fixed resistor 28, which are also connected to the unijunction transistor 22. A lead from the unijunction transistor 22 is connected to the fixed resistors 29 and 30. It will be understood that a large variety of commercially available pulse generators will be suitable for use in the present invention. Fig. 1 also includes a solid state inverter circuit generally indicated by broken line 30, which includes two silicon controlled rectifiers (SCRs) 31 and 32 connected in series. SCR 31 has a gate conductor 35, and SCR 32 has a gate conductor 36. Also included in the inverter circuit is a transformer 37 which has two secondary windings which are connected to the gates 35 and 36 of the series connected rectifiers 31 and 32.

Invertererkretsen 30 innbefatter videre en hoyspenningstrans-formator 38 og en koronagenerator 40. Koronageneratoren 40 The inverter circuit 30 further includes a high-voltage transformer 38 and a corona generator 40. The corona generator 40

er skjematisk vist og innbefatter en ovre elektrode 41 og en nedre elektrode 42 med et dielektrisk lag 43 på den ovre elektroden 41 og et dielektrisk lag 44 på den nedre elektroden 42. Et koronagap 45 fremkommer mellom elektrodene 41 og 42. is schematically shown and includes an upper electrode 41 and a lower electrode 42 with a dielectric layer 43 on the upper electrode 41 and a dielectric layer 44 on the lower electrode 42. A corona gap 45 appears between the electrodes 41 and 42.

Koronageneratoren 40 er i det viste eksempel koblet til hoyspenningsviklingen for transformatoren 38 ved hjelp av lederne 46 og 47. In the example shown, the corona generator 40 is connected to the high-voltage winding for the transformer 38 by means of conductors 46 and 47.

I -I I - I

Fig. 2, 3 og 4 i tegningen viser i storre detalj modifikasjoner !ay typiske utforelser av koronageneratorer som kan anvendes i ' kretsen i fig. 1. Figs. 2, 3 and 4 in the drawing show in greater detail modifications and typical embodiments of corona generators that can be used in the circuit in fig. 1.

Koronageneratoren 40, som er vist i fig. 1, kan være som vistThe corona generator 40, which is shown in fig. 1, can be as shown

i fig, 2, hvor et reaksjonskammer 50 er utstyrt med et gass-foringsinnlop 51 og et gassforingsutlop 52. Inne i kammeret 50 befinner det seg en ovre elektrode 53 og en nedre elektrode in fig, 2, where a reaction chamber 50 is equipped with a gas lining inlet 51 and a gas lining outlet 52. Inside the chamber 50 there is an upper electrode 53 and a lower electrode

54 således at det derimellom fremkommer et koronagap 59, og 54 so that a corona gap 59 appears in between, and

hvor nevnte elektroder respektivt er forsynt med porselens-dielektriske lag 55 og 56. Elektrodene 53 og 53 er koblet til lederne 57 og 58, hvilke i sin tur er koblet til en kilde for hoyspent hoyfrekvenspotensial, slik som frembringes i kretsen i fig. 1. where said electrodes are respectively provided with porcelain dielectric layers 55 and 56. The electrodes 53 and 53 are connected to the conductors 57 and 58, which in turn are connected to a source of high-voltage high-frequency potential, as produced in the circuit in fig. 1.

Fig. 3 viser en alternativ koronageneratorkonstruksjon hvor elektrodene 60 og 61 er separert ved hjelp av en enkelt glass-dielektrisk plate 62 som bevirker to koronagap 63 og 64. Fig. 4 viser enda en hensiktsmessig koronagenerator-utforming for anvendelse i den foreliggende oppfinnelse, hvor elektrode-platene 70 og 71 er separert ved hjelp av en enkelt dielektrisk plate 72, i dette tilfellet av porselen, som er festet til den overste elektrodeplaten 70 for å gi et enkelt koronagap 73 mellom den nedre elektrodeplaten 71 og den dielektriske platen 72. Selv om fig. 2, 3 og 4 viser typisk platetype-koronageneratorer, vil man forstå at andre vel kjente koronagenerator-utf ormninger, slik som rortypegeneratoren, kan anvendes. Man vil forstå, ved operasjonen av kretsen som er vist i fig. 1, at likeretter/kondensatorkombinasjonen i krafttilforselskretsen 10 tilforer et stabilt DC-potensial ved en typisk verdi på 311V { T2 X 220 V), til invertererkretsen 30 ved hjelp av lavspennings-viklingene i hoyspenningstransformatoren 38, som er koblet i serie med krafttilforselskretsen 10 gjennom de to seriekoblede likeretterne 31 og 32. Pulsgeneratorkretsen 20 er justert til å frembringe den onskede pulsrepetisjonsfrekvensen for trigger-pulser, hvilken strekker seg fra ca. 1/3 til 20 000 Hz, gjennom pulstransformatoren 37 hvis utmatning fremkommer i de to sekun-dærviklingene ved portene 35 og 36 på likeretterne 31 og 32. Triggerpulsene fra pulskretsene 20 bevirker likeretteren 31 og |32 til å lede (tenne) for å slippe gjennom en strom gjennom en side (dvs. lavspenningsviklingen) i hoyspenningstransformatoren 38. Ved hoyspenningsviklingen i transformatoren 38 vil det være til stede en hoyspenningseffektpuls med storrelse på ca. 2,0 KV til 20,0 KV, som så fremkommer mellom platene 41 og 42 av koronageneratoren 40 for å skape en korona innenfor koronagapet 45. —En gass som befinner seg innenfor gapet 45, vil bli utsatt for denne hoyspenningskorona. I tilfellet hvor gassen er eller innbefatter oksygen, vil oson bli produsert. Så snart likeretterne 31 og 32 er i ledetilstand, må de svitsjes til en ikke-ledende tilstand for å frembringe de hoyfrekvente strømpulsene gjennom hoyspenningstransformatoren 38. I den foreliggende krets med likeretterne 31 og 32 koblet i serie, "er svitsjingen til en ikke-ledende tilstand som folger: Når den ovenfor beskrevne effektpuls påtrykkes koronageneratoren 40, inntreffer den fSigende sekvens: a) Hoyspenningspulsen frembringer en elektrisk utladning i det oyeblikk spenningen overstiger gasstenningspotensialet over gapet 45. Elektronene som frembringes, tiltrekkes mot den av elektrodene 41 og 44 som er den positive elektroden. Denne elektronstrom danner strbmmen som gir opphav til koronaeffekt-tapet ved den spesielle spenningen. Elektronene kan ikke pas-sere den dielektriske barrieren, og således akkumulerer de seg på dielektrikumet som i en kondensator. Således vil: b) strommen i sekundærsiden av transformatoren 38 opphore, og ytterligere koronavirkning stopper inntil den neste effektpulsen Fig. 3 shows an alternative corona generator construction where the electrodes 60 and 61 are separated by means of a single glass-dielectric plate 62 which causes two corona gaps 63 and 64. Fig. 4 shows yet another suitable corona generator design for use in the present invention, where electrode plates 70 and 71 are separated by a single dielectric plate 72, in this case of porcelain, which is attached to the upper electrode plate 70 to provide a single corona gap 73 between the lower electrode plate 71 and the dielectric plate 72. Although about fig. 2, 3 and 4 show typical plate-type corona generators, it will be understood that other well-known corona generator designs, such as the rudder-type generator, can be used. It will be understood, by the operation of the circuit shown in fig. 1, that the rectifier/capacitor combination in the power supply circuit 10 supplies a stable DC potential at a typical value of 311V (T2 X 220 V), to the inverter circuit 30 by means of the low voltage windings of the high voltage transformer 38, which is connected in series with the power supply circuit 10 through the two series-connected rectifiers 31 and 32. The pulse generator circuit 20 is adjusted to produce the desired pulse repetition frequency for trigger pulses, which ranges from approx. 1/3 to 20,000 Hz, through pulse transformer 37 whose output appears in the two secondary windings at ports 35 and 36 of rectifiers 31 and 32. The trigger pulses from pulse circuits 20 cause rectifier 31 and |32 to conduct (turn on) to release through a current through one side (i.e. the low-voltage winding) in the high-voltage transformer 38. At the high-voltage winding in the transformer 38, a high-voltage power pulse with a magnitude of approx. 2.0 KV to 20.0 KV, which then occurs between the plates 41 and 42 of the corona generator 40 to create a corona within the corona gap 45. —A gas located within the gap 45 will be exposed to this high voltage corona. In the case where the gas is or includes oxygen, ozone will be produced. As soon as the rectifiers 31 and 32 are in the conducting state, they must be switched to a non-conducting state to produce the high-frequency current pulses through the high-voltage transformer 38. In the present circuit with the rectifiers 31 and 32 connected in series, "the switching to a non-conducting condition that follows: When the above-described power pulse is applied to the corona generator 40, the following sequence occurs: a) The high-voltage pulse produces an electrical discharge at the moment the voltage exceeds the gas ignition potential across the gap 45. The electrons that are produced are attracted towards it by the electrodes 41 and 44, which are the the positive electrode. This electron current forms the current that gives rise to the corona effect loss at the particular voltage. The electrons cannot pass the dielectric barrier, and thus they accumulate on the dielectric as in a capacitor. Thus: b) the current in the secondary side of the transformer 38 opphore, and further corona action stops until the next one e the power pulse

påtrykkes. Imidlertid induserer den plutselige stromstans:is pressed. However, it induces a sudden blackout:

c) en motspenningspuls i sekundærsiden på transformatoren 38 ifolge Lenz's lov. Denne motspenningspuls transformeres til c) a counter voltage pulse in the secondary side of the transformer 38 according to Lenz's law. This counter voltage pulse is transformed into

primæren, og således tilforer motspenningen som kreves for:the primary, thus supplying the reverse voltage required for:

d) å slå av (kommutere) likeretterne 31 og 32. Hvis portfor-bindelsene 35 og 36 på likeretterne 31 og 32 nå er de-energisert, d) switching off (commuting) the rectifiers 31 and 32. If the gate connections 35 and 36 of the rectifiers 31 and 32 are now de-energized,

vil det bli en forsinkelse inntil den neste triggerpuls, og under denne forsinkelse vil spenningen over likeretterne 31 og 32 byg-ges opp. there will be a delay until the next trigger pulse, and during this delay the voltage across the rectifiers 31 and 32 will build up.

Fordelen ved å anvende to serielikerettere som vist i fig. 1,i. - J er at den foreliggende oppfinnelse utnytter evnene til enhver jenkelt SCR når hoye gjennomsnittsef f ekter trengs. Hoye i denne j sammenheng betyr ca. 40 000 W , i gjennomsnitt korresponderende med litt over 135 kg oson pr. dag. De begrensende SCR-parametre er "avslått" tid og frekvens ved de toppstrommer som kreves. The advantage of using two series rectifiers as shown in fig. 1, i. - J is that the present invention utilizes the capabilities of any single-cell SCR when high average powers are needed. Hoye in this context means approx. 40,000 W, on average corresponding to just over 135 kg of ozone per day. The limiting SCR parameters are "off" time and frequency at the peak currents required.

Fig. 5 viser det typiske SCR-spenningsprogram for en krets i Fig. 5 shows the typical SCR voltage program for a circuit i

- hvilken en enkelt SCR anvendes. Den forste tenning skjer ved T^, hvor SCR-spenningen således faller (svitsjer) fra Vmaks til en meget lavere verdi Vmin ettersom SCR tenner, og likeretteren SCR leder så fra T til T (typisk 100 mikro sekunder) . Ved T£fremkommer den motsatte (kommuterings) puls, som et resultat av ladningsoppbygning i generatoren 40. Ved T 3 skjer en utkobling ettersom spenningen går negativ , ved er motpulsens - which a single SCR is used. The first ignition occurs at T^, where the SCR voltage thus drops (switches) from Vmax to a much lower value Vmin as the SCR fires, and the rectifier SCR then conducts from T to T (typically 100 microseconds). At T£, the opposite (commutation) pulse appears, as a result of charge build-up in the generator 40. At T 3, a switch-off occurs as the voltage goes negative, at is the counter pulse's

nettoeffekt lik null, og SCR-spenningen kryper tilbake til Vmaks klar for den neste tenningen. net power equals zero, and the SCR voltage creeps back to Vmax ready for the next ignition.

De best tilgjengelige SCR-likerettere krever å bli utsatt for en mot- eller nullspenning i i det minste IO - 15 mikrosekunder ved de hoyeste effektnivåer, av interesse. Dette betyr at intervallet til T. må være i det minste 10-15 mikrosekunder. Hvis f.eks. spenningen går positiv (ved T^) innenfor en forsinkelse etter T-, for mindre enn den onskede forsinkelse (10 - 15 mikrosekunder), så vil SCR-likeretteren ikke være blitt utkoblet fullstendig, og vil oyeblikkelig enten odelegge seg selv eller sprenge de beskyttende sikringer som er til stede. The best available SCR rectifiers require exposure to a reverse or zero voltage for at least IO - 15 microseconds at the highest power levels of interest. This means that the interval to T. must be at least 10-15 microseconds. If e.g. voltage goes positive (at T^) within a delay after T-, for less than the desired delay (10 - 15 microseconds), then the SCR rectifier will not have been fully turned off, and will instantly either self-destruct or blow the protective fuses that are present.

Fig. 6 viser hvorledes man ved å redusere topp-påtrykt SCR-spenning, ved å anvende seriekoblede SCR-likerettere ifolge den foreliggende oppfinnelse, kan utvide tidsintervallet under hvilket SCR-likeretterne forblir utkoblet. I kretsen i fig. 1 okes varigheten av den aktuelle motspenning med inkrementet som vist ved T4- T4, i fig. 6. Således, hvis to SCR-likerettere er elektrisk i serie, og hvis de er perfekt tilpasset hverandre, okes utkoblingstiden med så meget som 30% til 50%. Hvis SCR-likeretterne har ubalansert fremspenning/ladnings-karakteristikk, dvs. hvis de to (eller fler) SCR-likeretterne er ulike med hensyn til fremspenningsfall-karakteristikkene, kan en SCR forbli utkoblet så meget som 100 - 200% lenger enn | Fig. 6 shows how by reducing the peak applied SCR voltage, by using series-connected SCR rectifiers according to the present invention, the time interval during which the SCR rectifiers remain disconnected can be extended. In the circuit in fig. 1, the duration of the relevant countervoltage is increased by the increment as shown at T4-T4, in fig. 6. Thus, if two SCR rectifiers are electrically in series, and if they are perfectly matched to each other, the turn-off time is increased by as much as 30% to 50%. If the SCR rectifiers have unbalanced forward voltage/charge characteristics, i.e. if the two (or more) SCR rectifiers differ in their forward voltage drop characteristics, an SCR can remain off as much as 100 - 200% longer than |

I -J I - J

den ville være hvis den ble anvendt alene, mens den andre kun^erfarer en relativt liten forbedring. Ettersom imidlertid SCR-likeretterne er i serie, må de begge "låse opp" (dvs. forbli ledende) for skade vil inntreffe, således at 100 - 200%-forbedringen på den ene SCR vil representere en total forbedring av samme størrelsesorden, ettersom den ene SCR kan "låse opp" ofte mens den andre aldri gjor det. it would be if it were used alone, while the other only experiences a relatively small improvement. However, as the SCR rectifiers are in series, they must both 'unlock' (ie remain conducting) for damage to occur, so the 100 - 200% improvement on one SCR will represent an overall improvement of the same order of magnitude, as the one SCR may "unlock" often while the other never does.

Denne ubalanse er helt motsatt av den normale anvendelse av seriekoblede SCR-1ikerettere. Normalt er SCR-likerettere, This imbalance is completely opposite to the normal application of series-connected SCR-1 rectifiers. Normally, SCR rectifiers,

som enhver annen form for likeretter, begrenset i motspennings-evne, f.eks. inntil 1000 V. Hvis 3000 V-operasjon kreves, like any other form of rectifier, limited in counter-voltage capability, e.g. up to 1000 V. If 3000 V operation is required,

vil tre serie-enheter klare arbeidet hvis de er perfekt tilpasset hverandre. Hvis ikke vil den svakeste (la oss si three series units will do the job if they are perfectly matched to each other. If not, the weakest (let's say

900 V) bryte sammen, hvilket gjor at de resterende folger like-som en linje av veltende dominoer eller spill-kort. 900 V) break down, causing the remaining ones to follow like a line of toppling dominoes or playing cards.

I essens tillater den ovenfor angitte, foretrukne,ubalanserte serie-SCR-anordning hurtigere operasjon (kortere tidsintervall T- - T. under utkoblingsaksjonen) enn med en enkelt SCR eller endog med et balansert par av SCR-1ikerettere, hvilket i seg selv vil by på betydelige tekniske fremskritt overfor anvendelsen av en enkelt SCR. Det er klart at ytterligere forbedring kan oppnås med tre eller flere SCR-1ikerettere i serie. In essence, the above preferred unbalanced series SCR arrangement permits faster operation (shorter time interval T- - T. during the cut-off action) than with a single SCR or even with a balanced pair of SCR-1 rectifiers, which in itself will provide on significant technical advances compared to the application of a single SCR. It is clear that further improvement can be achieved with three or more SCR-1 rectifiers in series.

Den ubalanserte fremspennings-ladningskarakteristikken for de flertallige SCR-likeretterne kan være en naturlig elektrisk karakteristikk for SCR-likeretterne som fremstilles ved pro-duksjonsteknikker. Ubalansen kan også frembringes ved å plas-sere ubalanserte,shunt-forbundne impedanselementer med SCR-likeretterne. En slik anordning er vist i fig. 7, som viser seriekoblede SCR-1ikerettere 31 og 32 i fig. 1, til hvilke det er blitt tilfoyet ulik-gjorende nettverk-shuntimpedanser i form av motstander 80 og 81. Motstandene 80 og 81 har fortrinnsvis en verdiforskjell på minst + 10%. Hvis derfor motstanden 80 har en verdi på 5 ohm, vil motstanden 81 ha en verdi på omkring enten 4,5 eller 5,5 ohm. The unbalanced bias-charge characteristic of the majority of SCR rectifiers may be an inherent electrical characteristic of the SCR rectifiers produced by production techniques. The imbalance can also be produced by placing unbalanced, shunt-connected impedance elements with the SCR rectifiers. Such a device is shown in fig. 7, which shows series-connected SCR-rectifiers 31 and 32 in fig. 1, to which unequal network shunt impedances have been added in the form of resistors 80 and 81. The resistors 80 and 81 preferably have a value difference of at least + 10%. Therefore, if the resistor 80 has a value of 5 ohms, the resistor 81 will have a value of about either 4.5 or 5.5 ohms.

jl fig. 8 er et mer foretrukket ulik-gjorende nettverk vist, i jl fig. 8, a more preferred dissimilar network is shown, i

hvilket shunt-impedansen innbefatter reaktive komponenter, iJdette tilfellet kondensatorer 87 og 88 sammen med de ulike j motstandene 80 og 81, som ble anvendt alene i fig. 7. Kondensatorene 87 og 88 tjener til å beskytte SCR-likeretterne 31 og 32 fra uonskede hoyspenningstransienter, og folgelig tjener den vel kjente "korrigerings"-(snubber) funksjon. Verdien av which the shunt impedance includes reactive components, in this case capacitors 87 and 88 together with the various resistors 80 and 81, which were used alone in fig. 7. Capacitors 87 and 88 serve to protect SCR rectifiers 31 and 32 from unwanted high voltage transients, and thus serve the well-known "correction" (snubber) function. The value of

kondensatorene 85 og 86 kan være av størrelsesorden 0,2 mikro---farad ± 10%. capacitors 85 and 86 may be of the order of 0.2 microfarads ± 10%.

Kretsen som er vist i fig. 1, er konstruert av konvensjonelle komponenter hvilke er lett tilgjengelige fra kommersielle kil-der. I en foretrukket utfdreise av den foreliggende oppfinnelse kan de forskjellige kretskomponenter som er gitt i fig. 1, falle innenfor definisjonen som er angitt i tabellene nedenfor. Som vist i fig. 1, innbefatter den foreliggende krets en koronagenerator som er generelt vist å være av den-motstående-flate-typen. Forskjellige konstruksjoner av koronageneratorer er beskrevet i US-patent nr. 3,798,457. Som vist i dette patent, inneholder koronageneratorer elektrodeflater som er fortrinnsvis belagt med porselenemalje-dielektrikum som har en tykkelse av størrelsesorden fra ca. 0,10 til 0,5 mm. Koronagapet som befinner seg mellom de motstående platene, er fortrinnsvis av storrelsesorden 0,35 til 2,0 mm. Disse koronageneratorer opererer fortrinnsvis ved hoyspenninger av storrelsesorden 2,0 til 30,0 KV ved en frekvens som strekker seg fra ca. 1/3 til 20 000 Hz. The circuit shown in fig. 1, is constructed from conventional components which are readily available from commercial sources. In a preferred embodiment of the present invention, the various circuit components given in fig. 1, fall within the definition set out in the tables below. As shown in fig. 1, the present circuit includes a corona generator which is generally shown to be of the opposed-surface type. Various constructions of corona generators are described in US Patent No. 3,798,457. As shown in this patent, corona generators contain electrode surfaces which are preferably coated with porcelain enamel dielectric having a thickness on the order of about 0.10 to 0.5 mm. The corona gap located between the opposing plates is preferably of the order of magnitude 0.35 to 2.0 mm. These corona generators preferably operate at high voltages of the order of 2.0 to 30.0 KV at a frequency ranging from approx. 1/3 to 20,000 Hz.

Ved en foretrukket operasjon for en koronagenerator omformes oksygen, eller et oksygen inneholdende en gass slik som luft, eller oksygenanriket luft, til oson. Man har. funnet at kapasiteten for en gitt koronagenerator til å frembringe oson fra oksygen til en viss grad er avhengig av frekvensen av den på-trykte effekt over elektrodeplåtene av koronageneratoren. I henhold til den praksis som anvendes ved den foreliggende oppfinnelse kan frekvensen som frembringes av kraftforsyningskretsen i fig. 1, strekke seg fra ca. 2000 til 3000 Hz. Man vil forstå at, sammenliknet med tidligere kjente kraftforsy-ninger, som normalt frembringer en frekvens av storrelsesorden In a preferred operation for a corona generator, oxygen, or an oxygen containing a gas such as air, or oxygen-enriched air, is transformed into ozone. One has. found that the capacity of a given corona generator to produce ozone from oxygen is to some extent dependent on the frequency of the applied power across the electrode plates of the corona generator. According to the practice used in the present invention, the frequency generated by the power supply circuit in fig. 1, extend from approx. 2000 to 3000 Hz. It will be understood that, compared to previously known power supplies, which normally produce a frequency of an order of magnitude

I 1 IN 1

50 Hz til 60 Hz, vil krafttilforselen ifolge den foreliggende pppfinnelse derfor være i stand til å frembringe et overlegent j resultat i form av forokning av kapasiteten og virkningsgraden for en koronagenerator. 50 Hz to 60 Hz, the power supply according to the present invention will therefore be able to produce a superior j result in the form of increasing the capacity and efficiency of a corona generator.

For å illustrere spesielt operasjonen av anordningen, er det etterfolgende eksempel gitt. In order to particularly illustrate the operation of the device, the following example is given.

EksempelExample

Kraftforsyningskretsen som er vist generelt i fig. l,er koblet til lederne av en koronagenerator av den type som er vist i fig. 2, The power supply circuit shown generally in FIG. 1, is connected to the conductors of a corona generator of the type shown in fig. 2,

og pulsgeneratoren 20 i fig. 1 er justert til å operere ved en frekvens på 2000 Hz. Arealet av hver elektrodeplate er 322 cm 2, elektrodegapet er 1,1 mm, og tykkelsen av porselensdielektrikum-belegget på platene er av storrelsesorden 0,2 mm. and the pulse generator 20 in fig. 1 is adjusted to operate at a frequency of 2000 Hz. The area of each electrode plate is 322 cm 2 , the electrode gap is 1.1 mm, and the thickness of the porcelain dielectric coating on the plates is of the order of 0.2 mm.

Som en kontrollprove ble koronageneratoren senere koblet tilAs a control sample, the corona generator was later connected

en konvensjonell kilde med 60 Hz pulset potensial. Det ble funnet at, i det forste tilfellet, ved å anvende en 2000 Hz frekvens, var anordningen i stand til å frembringe 4500 gram pr. time av oson ved å anvende en oksygenmatning på 400 000 a conventional source with 60 Hz pulsed potential. It was found that, in the first case, using a 2000 Hz frequency, the device was able to produce 4500 grams per hour of ozone using an oxygen feed of 400,000

gram pr. time. Når det imidlertid ble anvendt 60 Hz kraftforsyning, var generatoren i stand til å produsere 135 gram oson pr. time ved anvendelse av den samme oksygenmatning. grams per hour. However, when a 60 Hz power supply was used, the generator was capable of producing 135 grams of ozone per hour. hour using the same oxygen supply.

Selv om beskrivelsen ovenfor og det spesielle eksempel omhand-Although the above description and the particular example concerning

ler anvendelsen av den nærværende, hdyspente og hoyfrekvente kraftforsyning i forbindelse med en koronagenerator, kan den foreliggende krets anvendes for å tilveiebringe kraft til andre anordninger som har tilsvarende lastkarakteristikker. ler the application of the present high-voltage and high-frequency power supply in connection with a corona generator, the present circuit can be used to provide power to other devices having similar load characteristics.

Således kan i fig. 1 koronageneratoren 40 erstattes av en plasmagenererende eller en lasereffektgivende anordning. Thus, in fig. 1, the corona generator 40 is replaced by a plasma generating or a laser effect producing device.

Claims (12)

1. Hoyfrekvent og hoyspent,genererende system for å drive en last slik som et koronageneratorsystem, omfattende en kilde for pulset DC-effekt koblet i serie med en lavspenningsvikling på en transformator, hvor hoyspenningsviklingen på transformatoren1. High frequency and high voltage generating system for driving a load such as a corona generator system, comprising a source of pulsed DC power connected in series with a low voltage winding of a transformer, wherein the high voltage winding of the transformer er koblet til lasten, karakterisert ved at jkilden for pulset DC-effekt innbefatter en kilde (10) for DC- i effekt, et flertall SCR-siliciumstyrte likerettere (31, 32) som er koblet i serie med hverandre og i serie med både nevnte DC-kraftkilde (10) og nevnte lavspenningsvikling på transformatoren (38), og en kilde (20) for triggerspenningspulser som er koblet (ved 35 og 36) til portene i nevnte likerettere (31 og 32).is connected to the load, characterized in that the source of pulsed DC power includes a source (10) of DC power, a plurality of SCR silicon-controlled rectifiers (31, 32) which are connected in series with each other and in series with both said DC power source (10) and said low voltage winding of the transformer (38), and a source (20) of trigger voltage pulses which are connected (at 35 and 36) to the ports of said rectifiers (31 and 32). 2. Genereringssystem som angitt i krav 1, karakterisert ved at de seriekoblede likeretterne (31 og 32) har avvikende fremspenningsfall-karakteristikker. 2. Generation system as stated in claim 1, characterized in that the series-connected rectifiers (31 and 32) have deviating forward voltage drop characteristics. 3. Genereringssystem som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at nevnte seriekoblede likerettere (31 og 32) er forsynt med shunt-koblede impedanser av ulik verdi. 3. Generation system as stated in claim 1 or 2, characterized in that said series-connected rectifiers (31 and 32) are provided with shunt-connected impedances of different values. 4. Genereringssystem som angitt i krav 3, karakterisert ved at nevnte shunt-koblede impedanser innbefatter reaktive komponenter i serie teoretisk. 4. Generation system as specified in claim 3, characterized in that said shunt-connected impedances theoretically include reactive components in series. 5. Genereringssystem som angitt i ethvert av de foregående krav, karakterisert ved at det kun er to SCR-1ikerettere (31 og 32) koblet i serie. 5. Generation system as stated in any of the preceding claims, characterized in that there are only two SCR-1 rectifiers (31 and 32) connected in series. 6. Genereringssystem som angitt i ethvert av de foregående krav, karakterisert ved at lasten (40) har både resistive og kapasitive komponenter. 6. Generation system as stated in any of the preceding claims, characterized in that the load (40) has both resistive and capacitive components. 7. Genereringssystem som angitt i krav 6, karakterisert ved at lasten er en koronagenerator (40). 7. Generation system as stated in claim 6, characterized in that the load is a corona generator (40). 8. Genereringssystem som angitt i ethvert av de foregående krav, karakterisert ved at i det minste en av elektrodene (53, 54, 70) i koronageneratoren (40) er belagt med et porselensdielektrikum (55, 56 eller 72). 8. Generation system as stated in any of the preceding claims, characterized in that at least one of the electrodes (53, 54, 70) in the corona generator (40) is coated with a porcelain dielectric (55, 56 or 72). 9. Genereringssystem som angitt i ethvert av kravene 1-7, karakterisert ved at koronageneratoren omfatter elektroder (60 og 61) som er atskilt av et glassdielektri-kum (62). 9. Generation system as stated in any of claims 1-7, characterized in that the corona generator comprises electrodes (60 and 61) which are separated by a glass dielectric (62). 10. Genereringssystem som angitt i krav 9, ka rakte ri-js e r t ved at glassdielektrikumet er et glassror. j 10. Generation system as specified in claim 9, can be directly controlled by the glass dielectric being a glass tube. j 11. Genereringssystem som angitt i krav 7, karakterisert ved at nevnte last er en plasmagenerator. 11. Generation system as stated in claim 7, characterized in that said load is a plasma generator. 12. Genereringssystem som angitt i krav 7, karakter i- •--s ert ved at nevnte last er en lasereffektgivende anordning.12. Generation system as stated in claim 7, grade i- •--s ert in that said load is a laser-effect-producing device.