Alimentation haute fréquence et haute tension

DeFa Environmental Equipment fabrique des alimentations haute tension haute fréquence pour les applications électrostatiques et plasma industrielles. Ces alimentations haute fréquence et haute tension convertissent l'entrée CA triphasée en sortie CC régulée à des tensions de 1 kV à 120 kV, avec des puissances nominales de 1 kW à 200 kW dans un seul châssis, et une puissance plus élevée disponible via des configurations parallèles.

La principale différence technique par rapport aux transformateurs de fréquence de ligne 50/60 Hz conventionnels réside dans la fréquence de commutation. Nous opérons entre 20 kHz et 50 kHz, en utilisant une topologie résonante LLC avec contrôle DSP. Cela nous permet d'utiliser des transformateurs à noyau de ferrite beaucoup plus petits au lieu de grandes unités à noyau de fer, et d'atteindre un rendement de conversion supérieur à 95 % sur la plupart des plages de charge. Concrètement, cela signifie une consommation d'énergie inférieure de 20 à 30 % pour la même puissance de sortie par rapport aux anciens modèles de transformateurs.

Fonctions et avantages Description

Principes de fonctionnement

L'alimentation haute fréquence et haute tension redresse l'entrée CA en CC, puis la commute à haute fréquence via un étage inverseur. Le courant alternatif haute fréquence est intensifié par un transformateur en ferrite compact, puis redressé et filtré pour produire la sortie CC finale.

Le DSP ajuste en permanence la fréquence de commutation pour maintenir un fonctionnement optimal dans diverses conditions de charge et de ligne. Cette régulation en boucle fermée répond aux changements en microsecondes. Les utilisateurs peuvent choisir parmi trois modes de contrôle : tension constante, courant constant ou puissance constante. Pour les précipitateurs électrostatiques, un courant constant est typique car il maintient une couronne stable même lorsque la charge de poussière fluctue. Les réacteurs à plasma fonctionnent généralement à tension constante pour maintenir des conditions de décharge stables.

Performances de sortie

L'ondulation de sortie est inférieure à 1 % crête à crête à pleine charge. Dans un précipitateur électrostatique, une faible ondulation signifie un courant corona plus constant et une meilleure efficacité de collecte sans étincelles excessives. Pour le traitement des COV plasmatiques, il en résulte une décharge stable et des taux d’oxydation plus prévisibles.

La précision de la régulation de tension est de ±0,5 % du point de consigne et celle de la régulation de courant de ±1 %. Le temps de réponse rapide, généralement inférieur à 100 microsecondes, permet de supprimer les étincelles dans les applications ESP, ce qui réduit l'usure des électrodes et prolonge les intervalles de maintenance.

Systèmes de protection

Nous avons intégré une protection complète à la fois pour l'alimentation électrique et la charge connectée. Les fonctions standard incluent les surtensions, les surintensités, les courts-circuits, la perte de phase d'entrée et l'arrêt en cas de surchauffe.

La détection d'arc mérite une mention particulière. Dans les précipitateurs électrostatiques, les étincelles sont fréquentes et normales dans une certaine mesure. Mais les arcs soutenus peuvent endommager les électrodes de décharge. Notre unité détecte le pic de courant d'un arc et réduit immédiatement la puissance de sortie. Si l'arc persiste au-delà d'un temps défini, réglable par l'utilisateur, l'unité se déclenche complètement. Cela évite les piqûres et prolonge la durée de vie des électrodes.

Tous les événements de protection sont enregistrés avec un horodatage et stockés dans une mémoire non volatile. Les opérateurs peuvent récupérer l'historique des défauts via l'interface de communication.

Surveillance et contrôle

RS-485 avec Modbus RTU est standard. Ethernet avec Modbus TCP est disponible en option. Grâce à ces interfaces, vous pouvez connecter l'unité à un système DCS ou SCADA d'usine.

Depuis un emplacement distant, les opérateurs peuvent lire la tension de sortie, le courant de sortie, l'état des défauts, la température interne et la consommation électrique. Vous pouvez également ajuster les points de consigne de tension et de courant, modifier les modes de contrôle et réinitialiser les défauts à distance. Cela réduit le besoin de visites sur site, notamment pour les installations dans des espaces confinés ou des zones à haut risque.

Pour le contrôle analogique, nous fournissons en standard des entrées 4 à 20 mA pour le point de consigne et des sorties pour les signaux d'état.

Conception physique

La conception haute fréquence réduit considérablement la taille et le poids. Une unité de 100 kW occupe environ un dixième du volume d'un transformateur équivalent 50/60 Hz. Cela rend les rénovations pratiques lors du remplacement d’unités plus anciennes dans des salles électriques bondées. Le poids est également réduit, de sorte que l'installation ne nécessite pas d'équipement de levage lourd.

Le refroidissement est à air pulsé pour les modèles jusqu'à 50 kW et à eau pour les puissances supérieures ou pour les installations où la température ambiante dépasse 40°C. L'indice de protection standard est IP20 pour une utilisation en intérieur ; IP54 est disponible pour les environnements extérieurs ou poussiéreux.

Applications

Ces alimentations sont déployées dans plusieurs applications environnementales industrielles :

Précipitateurs électrostatiques pour la collecte des poussières de gaz de combustion dans les centrales électriques, les fours à ciment, les usines de frittage d'acier et les incinérateurs. La sortie CC stable améliore l’efficacité de la collecte et réduit les émissions des cheminées.

Systèmes de traitement des COV au plasma pour décomposer les composés organiques volatils dans les flux d'échappement des usines chimiques, des lignes de revêtement, des imprimeries et de la fabrication pharmaceutique.

Traitement des fumées et brouillards d’huile industriels pour les opérations d’usinage, la transformation des aliments et les machines à rame textile.

Systèmes de contrôle des odeurs pour les usines de traitement des eaux usées, les installations de compostage et les opérations d'équarrissage, où la décharge plasma ou corona est utilisée pour décomposer le H₂S, l'ammoniac et d'autres composés odorants.

Unités de purification d'air pour bâtiments commerciaux, salles blanches et établissements médicaux.

Fiabilité et tests

Nous fabriquons des alimentations haute tension depuis 2006. Notre base installée dépasse 2 000 unités en Chine, en Asie du Sud-Est, au Moyen-Orient, en Amérique du Sud et en Europe. Beaucoup d’entre eux opèrent dans des cimenteries et des aciéries où les températures ambiantes dépassent régulièrement 45°C et où les charges de poussière sont importantes.

Les données de terrain de ces installations nous donnent un temps moyen entre pannes d'un peu plus de 80 000 heures. Ce nombre est basé sur des journaux d’exploitation réels et non sur des calculs théoriques.

Chaque unité est soumise à un test de rodage de 48 heures à pleine charge nominale avant l'expédition. Nous effectuons également un test de tenue à haute tension à 1,5 fois la puissance nominale pendant une minute. Chaque fonction de protection est vérifiée individuellement lors du test final.

Les composants critiques (modules IGBT, transformateurs haute tension, condensateurs et cartes de commande) proviennent de fournisseurs de premier rang. Nous inspectons chaque lot à son arrivée et conservons des enregistrements de traçabilité pour toutes les pièces clés.

Options de personnalisation

Nous proposons des configurations personnalisées pour les exigences non standard en matière de tension, de courant ou mécaniques. Les exemples incluent des unités pour des produits chimiques plasma spécifiques, pour les épurateurs maritimes résistants aux brouillards salins et pour les installations à haute altitude nécessitant des ajustements de déclassement.

Notre équipe d'ingénieurs peut vous aider à faire correspondre les interfaces, à adapter la logique de contrôle et à filtrer les harmoniques. Nous fournissons également une assistance à la mise en service sur site pour les projets plus importants, bien que la plupart des unités soient préconfigurées pour fonctionner immédiatement avec des systèmes ESP ou plasma standard.

Documentation et assistance

Chaque unité est livrée avec un manuel complet couvrant l'installation, le câblage, le fonctionnement, le dépannage et la maintenance. Nous fournissons une assistance technique par email et par téléphone, avec une réponse dans les 24 heures pour les demandes standards. Pour les problèmes urgents, nous pouvons organiser des diagnostics à distance via l'interface de communication.

Les pièces de rechange sont conservées en stock pour les modèles actuels et nous conservons la documentation pour les unités expédiées au cours des dix dernières années pour prendre en charge les équipements existants.