一种静电除尘用高频高压大功率电源制造技术

一种静电除尘用高频高压大功率电源，它主要由三相工频电源，整流部分，逆变部分，谐振电路，高频变压器，高压整流桥，负载和控制模块组成。其中，整流部分由能把三相电源输出的工频电能整流成直流的晶闸管整流模块和滤波电容构成，该整流部分后连接有能将直流逆变成高频方波的由高频全桥IGBT逆变器构成的逆变部分；在该逆变部分之后相接有以谐振方式为后级电路供电的由串联电感Lr、串联电容Cr和并联电容Cp组成的谐振电路；它能弥补传统静电除尘电源的不足，改善除尘效果，提高电能的利用率。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及的是一种为各类工厂的静电除尘设备供电的高频高压大功率电源。
技术介绍
现代工业的高速发展，给环境带来了巨大的压力，环境保护问题日益突出，成为人们关注的焦点。工业生产过程中排放的废气中含有大量粉尘，严重影响空气质量，是造成空气污染的重要原因。因此，法律规定，现代工业企业废气都必须经过除尘步骤，达到国家标准之后才能排放。目前，除尘普遍采用静电除尘方式，静电除尘器已成为煤炭加工、矿场、火电厂、冶金、石油、化工等工业中不可缺少的除尘手段。由于工业企业的大量增加，环境问题逐步恶化，空气质量越来越让人忧心，人们对于青山绿水、碧空蓝天的向往日益强烈。因此，国家的环境保护力度逐步加大，为了减小最大的烟尘排放来源——工业烟尘的排放，各类工业国家排放标准比以往更加严格了。火电厂向来是烟尘排放的大户，但从2004年1月1日起实施的《火电厂大气污染物排放标准 GB13223-2003))规定，新建火电厂的烟尘最高允许排放浓度从200mg/m3降为50mg/m3，这体现了人们对保护空气质量的强烈愿望，也反映了国家保护环境、净化空气的决心。静电除尘效果在很大程度取决于静电除尘电源的供电和控制能力。传统的高压直流电源多采用晶间管相控调压整流供电，这种方式先使三相工频经过晶间管调压，至变压器升压后再三相整流，这种方式的优点是结构简单、容量大、控制技术成熟，但缺点是转换效率低下、体积大、重量大、造价高、动态响应速度慢、输出纹波大。单独除尘效果难以完全达到新标准的排放限制，为了适应新排放标准，必须更新静电除尘设备，许多工厂结合布袋除尘加以改善，这种作法成本高，且会造成二次污染。专利
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种改进的、能替代目前普遍使用的工频电源，不仅能够明显改善除尘器的除尘效果，还可节约成本、减少能耗， 具有显著的经济优势的静电除尘用高频高压大功率电源。本技术的目的是通过如下技术方案来完成的，它主要由三相工频电源，整流部分，逆变部分，谐振电路，高频变压器，高压侧整流部分，负载和控制模块组成，所述的整流部分由能把三相电源输出的工频电能整流成直流的晶间管整流模块和滤波电容构成，该整流部分后连接有能将直流逆变成高频方波的由高频全桥IGBT逆变器构成的逆变部分； 在该逆变部分之后相接有以谐振方式为后级电路供电的由串联电感Lr、串联电容Cr和并联电容Cp组成的谐振电路。本技术所述的串联电感Lr是高频变压器的漏感，并联电容Cp是高频变压器的寄生电容；所述的谐振电路之后相接有可以为负载提供一个接近纯直流电压的高频变压器和由高压整流桥组成的高压侧整流部分。技术所述的高频高压电路拓扑具有多重有益效果首先，相对于现在实际除尘器普遍使用的只有晶闸管调压的工频电源而言，新型高频电源输出电压接近于纯直流， 波动范围很小，提高了除尘效果，大大节约了电能，此外高频变压器的体积比工频变压器减小许多，节省了成本；第二，新型高频电源的控制特性和速度得到了很大提高，对于工况多变而频繁放电的除尘器负载，不仅关断和启动速度更快，而且稳态的调节能力更加优越；第三，谐振电路(槽)充分利用变压器本身的漏电感和寄生电容，减少了外加元件，简化了电路，提高了电路的稳定性；第四，前端晶闸管整流模块可以配合调压，形成内环高频调压，外环工频调压的调节方式，综合了调节范围大和调节速度快的双重优点。附图说明图1是本技术所述的电路原理图。图中所示的标号为三相工频电源1，整流部分2，逆变部分3，高频变压器4，高压侧整流部分5，静电除尘器等效电路6，高压侧电流电压取样电阻7，控制模块8，谐振电流传感器9。具体实施方式下面将结合附图对本技术作详细的介绍图1所示，本技术主要由三相工频电源1，整流部分2，逆变部分3，谐振电路，高频变压器4，高压侧整流部分5，负载和控制模块8组成，所述的整流部分由能把三相电源输出的工频电能整流成直流的晶间管整流模块和滤波电容构成，该整流部分后连接有能将直流逆变成高频方波的由高频全桥IGBT 逆变器构成的逆变部分3 ；在该逆变部分3之后相接有以谐振方式为后级电路供电的由串联电感Lr、串联电容Cr和并联电容Cp组成的谐振电路。本技术所述的串联电感Lr是高频变压器的漏感，并联电容Cp是高频变压器的寄生电容；所述的谐振电路之后相接有可以为负载提供一个接近纯直流电压的高频变压器4和由高压整流桥组成的高压侧整流部分5 ；这里所述的负载为静电除尘器等效电路6。本技术采用简练的电路拓扑，充分利用变压器本身的参数，实现电能的高频化；它经过对电能的整流一逆变一谐振升压一整流的处理后，输出稳定的直流高压；具体而言，电源包括三相晶间管整流模块、直流滤波电容、大功率全桥IGBT逆变器及其控制驱动电路、串并联(LCC)谐振变换槽、大功率高频变压器、高频高压整流桥和负载。用于三相整流的三相晶闸管模块可在市场上选购，也可购买晶闸管、控制芯片和驱动模块设计制造；直流滤波电容要选得足够大，可在电子市场购买；IGBT逆变全桥则需先购买IGBT模块、散热器、驱动电路和控制芯片后，自行按照IGBT的开发设计方法经过硬件安装、电路设计、控制芯片的编程开发和调试后搭建而成；逆变后谐振槽由两个串联电感电容和一个并联电容组成，其中串联电容是外加的高频大电流电容，而串联电感是高频变压器的漏感，并联电容则是高频变压器本身的寄生参数，后二者不必另加；大功率高频变压器以铁氧体或者非晶材料为铁芯制作，升压比1 :150左右；变压器输出后的全桥整流桥由高频高压二极管组成；最后输出到负载除尘器，除尘器相当于一个电容与可变电阻的并联； 控制的反馈信号取输出的电压和电流两路信号。本技术与类似的高频高压电源共有的必要特征是从三相输入到最后输出包括整流一逆变一整流三个基本环节；控制信号的采样采自高压侧的电流和电压；电路系统的保护包括防止大电流线路的过流。本技术与最接近的现有技术不同的技术特征在于整流采用晶闸管智能模块，可以控制直流输入可以配合调压；逆变器控制采用频率和死区双重控制，成为主要的控制方式；逆变器输出后谐振电路只有三个元件，两个串联的电感电容，和一个并联电容。实际上串联电感和并联电容是高频变压器的寄生参数，这样既节省了元件投入，充分利用设备本身的参数，也大大简化了电路，各元件值的大小是经过理论计算和实际试验确定的，变压器的寄生参数则通过绕组和变压器结构的合理设置获得，以便达到在规定高频下的较佳的谐振。本技术的高频电源包括以下几个大部分三相工频电源1，整流部分2，逆变部分3，Lr、Cr和Cp组成的谐振电路，高频变压器4，高压侧整流部分5，负载和控制模块8。由晶闸管整流模块和滤波电容构成的整流部分2把三相工频电源1输出的工频电能整流成直流，然后通过由高频全桥IGBT逆变器构成的逆变部分3将直流逆变成高频方波，这个方波电压在由串联电容Cr、串联电感Lr和并联电容Cp组成的谐振电路中谐振，以谐振方式为后级电路供电，其中串联电感Lr是高频变压器的漏感，并联电容Cp是高频变压器的寄生电容，图中的4就是大功率的高频变压器，变压器将并联谐振电容Cp两端的高频电压升压后，通过高频高压整流桥构成的高压侧整流部分5整流后为负载供电，可以提供一个接近纯直流的本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种静电除尘用高频高压大功率电源，它主要由三相工频电源，整流部分，逆变部分，谐振电路，高频变压器，高压整流桥，负载和控制模块组成，其结构特征为：上述的整流部分由能把三相电源输出的工频电能整流成直流的晶闸管整流模块和滤波电容构成；该整流部分后连接有能将直流逆变成高频方波的由高频全桥ＩＧＢＴ逆变器构成的逆变部分；在该逆变部分之后相接有以谐振方式为后级电路供电的由串联电感Ｌｒ、串联电容Ｃｒ和并联电容Ｃｐ组成的谐振电路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭亮，吴为麟，丘文千，张农，徐为民，沈洪流，
申请(专利权)人：浙江省电力设计院，浙江大学，
类型：实用新型
国别省市：86