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串联谐振模式下塑料薄膜高压电晕处理负载特性分析

作者:时间:2011-03-17来源:网络收藏

摘要:技术广泛应用于包装及印刷工业中。为了增强表面粘附力,必须进行表面。介绍了过程中气体放电的,对工作于下的电晕等效电路及伏安作了详细的,给出了等效电路模型,通过对模型的仿真,与实验测试进行了比较。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/179438.htm

关键词:电晕处理;介质阻挡放电;

 

1 引言

电晕处理技术是应用放电技术使放电极间的空气电离成电晕放电,聚合物等被处理对象经过放电空间接受放电时,其表面即产生极性基团,同时强烈的离子冲击使被处理表面粗化,从而增强油墨及胶水在被处理材料表面的渗透力和粘合力。电晕类似于臭氧发生器,属于介质阻挡放电。一般电晕处理装置都是利用技术,逆变器经升压变压器输出5~8kV频率为20kHz左右方波,经与升压变压器漏感谐振到工艺要求的电压(10~20kV)。虽然薄膜电晕处理应用很广泛,但国内生产厂家很少,对于负载的等效电路及伏安研究较少,本文在此对其作实验和仿真

2 电晕负载特性

2.1 电晕放电特性

电晕放电是一种介质阻挡放电,介质一般为耐热性能好的胶皮或陶瓷。图1是电晕处理装置介质阻挡放电示意图。

图1 介质阻挡放电示意图

介质只覆盖在单个电极上,厚度为Ld,放电气隙为Lg,当作用在电极上电压为Vs时,设介质密度是均匀的,而在介质和放电气隙间电场强度EdEg是不同的。

Ed/Eg=εg/εd

于是 Vs=LdEdLgEg

因此介质和气隙上的电场强度为

Ed=Eg=

式中:εgεd分别为放电气隙及介质的介电常数。

由于电极间介质层的存在,介质阻挡放电的工作电压一定要是交变的。根据交变电压的频率差异,放电的特性有所不同。通常可以分成低频介质阻挡放电和高频介质阻拦放电。前者的频率范围为50Hz到10kHz,后者的频率为100kHz以上。这两种介质阻拦放电的等效电路如图2所示。

(a)低频 (b)高频

图2 不同频率下的介质阻挡放电等效电路

图2中Cd是介质电容,Cg是气隙电容,R是放电的等效电阻,通常CgCdVop是作用电压的峰值,VVop分别是低频和高频条件下回路中的积分电流为零时的电压值。

图3是气隙电压与外界作用电压的关系。在介质阻挡放电的电特性中,放电电压Vd是一个重要的电学参量,它的大小直接与放电的功率有关。可以定义一个平均放电电压Vd,它在放电作用周期内是一个常量。当放电间隙上的电压Vg小于Vd时,不发生放电现象。这时电路是由介质电容Cd和间隙电容Cg串联组成。当放电间隙电压Vg达到Vd时,就出现微放电,而且一直维持到外界电压达到最大值Vop为止。在存在微放电的整个时间过程内VgVd,放电电压Vd的数值在微放电出现时和截止后的电压值之间。该数值是一个平均值,主要决定于放电气体的成份,间隙中的粒子浓度以及间隙宽度等。

图3 外界作用电压Vs和放电间隙电压Vg的关系


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