一种高性能三相供电高压电除尘器电源控制系统，属于高压电除尘器的供电技术领域。包括主回路和控制系统两部分，主回路包括三相电抗器、三相桥式二极管整流电路、平波电容、单相桥式IGBT逆变电路、LC滤波电路、高压变压器、高压整流器、高压电抗器；控制系统包括智能控制单元、电源组板、操作显示面板、IGBT驱动控制单元、高压采集单元。本发明专利技术相比于传统的高压电除尘器电源，采用三相供电，对电网污染小，采用闪络模糊控制与IGBT器件的PWM逆变器技术相结合，大大提高了除尘效率，节能效果显著。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高压电除尘器的供电
，特别是提供了一种高性能三相供电高压电除尘器电源控制系统。
技术介绍
静电除尘基本工作原理是当灰尘气流通过高压静电场时，被电离而使灰尘吸附负电荷成为载流子，在电场的作用下该载流子最终被正电极吸附，从而达到收尘效果。电除尘器(ESP)是国际上公认的高效率除尘设备，具有运行可靠，维护方便及耗电低等优点，过去、现在和将来在火力发电厂、钢铁、冶金、造纸、水泥、轻纺、化工等领域都是除尘的主要手段。 现有除尘装置普遍采用晶闸管相控调压方式，系统的功率因数低，谐波污染大，动态响应慢；另外，当除尘系统发生闪络时，由于晶闸管的不可关断性以及移相触发本身半个工频周期的滞后性致使不能对闪络进行更好的控制将对除尘装置造成很大的电流冲击。同时工频相控调压方式相对于完整的正弦波PWM控制来讲将会造成高压整流后输出电压出现较大的波动。由于峰值电压只能工作于闪络电压附近，大的电压波动将会降低除尘极板之间的平均电压值，从而影响除尘效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高性能三相供电高压电除尘器电源控制系统，解决了功率因数低，谐波污染大，动态响应慢等方面的问题。本专利技术包括主回路和控制系统两部分，主回路包括三相电抗器、三相桥式二极管整流电路、平波电容、单相桥式IGBT逆变电路、LC滤波电路、(均装配在控制柜中)高压变压器、高压整流器、高压电抗器(高压变压器、高压整流器、高压电抗器装配成一体均安装在除尘器上)；控制系统包括智能控制单元、电源组板、操作显示面板、IGBT驱动控制单元、高压采集单元(安装在高压设备上)。三相滤波电抗器经过铜母排连接三相桥式二极管整流电路，三相桥式二极管整流电路经过铜母排连接平波电容，平波电容经过铜母排连接单相桥式IGBT逆变电路，单相桥式IGBT逆变电路经过铜母排连接LC滤波电路，LC滤波电路经过电缆连接高压变压器，高压变压器经过铜母排连接高压整流器，高压整流器经过铜母排连接高压电抗器；高压整流器输出端经过信号线连接高压采集单元，高压采集单元经过光纤连接智能控制单元，同时三相滤波电抗器输出端经过信号线连接电源组板，电源组板经过信号线连接智能控制单元，操作显示面板经过信号线连接智能控制单元，智能控制单元经过信号线连接IGBT驱动控制单元，IGBT驱动控制单元经过信号线连接单相桥式IGBT逆变电路。如图I所示，三相交流380V电压经过铜母排传输至三相滤波电抗器，三相滤波电抗器输出为滤波后的三相交流380V电压，滤波后的三相交流380V电压经过铜母排传输至三相桥式二极管整流电路，三相桥式二极管整流电路输出脉动直流电压，脉动直流电压经过铜母排传输至平波电容，平波电容输出为基本平直的直流电压，基本平直的直流电压经过铜母排传输至单相桥式IGBT逆变电路，单相桥式IGBT逆变电路输出为基波幅值可调的PWM电压，基波幅值可调的PWM电压经过铜母排传输至LC滤波电路，LC滤波电路输出为正弦度很好的50Hz幅值可调电压，正弦度很好的50Hz幅值可调电压经过电缆传输至高压变压器，高压变压器输出高压交流电压，高压交流电压经过铜母排传输至高压整流器，高压整流器输出高压直流电压，高压直流电压经过铜母排传输至高压滤波电抗器，高压滤波电抗器输出为稳定的高压直流电压，稳定的高压直流电压最终经过铜棒传输至静电除尘器。除尘器电压/电流的电平信号经过信号线从高压整流器输出端传输至高压采集单元，高压采集单元通过模数转换一光电变换输出为除尘器电压/电流的光信号，除尘器电压/电流的光信号经过光纤传输至智能控制单元；同时滤波后的三相交流电流对应的采样信号，经过信号线从三相滤波电抗器输出端传输至电源组板，电源组板输出为该采样信号的转换值，该采样信号的转换值经过信号线传输至智能控制单元。智能控制单元根据除尘工艺控制数学模型，经过计算输出模拟量控制信号，模拟量控制信号经过信号线传输至IGBT驱动控制单元，IGBT驱动控制单元进行脉宽调制，输出IGBT驱动控制信号，IGBT驱动控制信号经过信号线传输至单相桥式IGBT逆变电路，进行IGBT开度控制，单相桥式IGBT·逆变电路控制输出的即为基波幅值可调的PWM电压。操作人员通过在面板上键盘的相关控制操作，传输至操作显示面板，操作显示面板输出相关控制信号至智能控制单元，同时智能控制单元输出实时显示数据，经过信号线传输至操作显示面板，操作显示面板输出可视化信息，为操作人员提供数据指导。本专利技术相比于传统的高压电除尘器电源，采用三相供电，对电网污染小，采用闪络模糊控制与IGBT器件的PWM逆变器技术相结合，大大提高了除尘效率，节能效果显著。控制系统的智能控制单元硬件采用高性能的西门子微处理器SAB80C166，通过地址/数据总线与之相连的FPGA，实现了关键的控制和保护逻辑，提高了电路集成度；在PCB布局阶段，充分考虑了静电除尘器的高抗噪声的要求，具有非常高的EMC指标。同时，采用专门的处理单元(高压采集单元)检测除尘电压/电流以及相关高压侧信号，并将测量值通过光缆传给智能控制单元，实现了高低压间完全的电气隔离。控制系统中，智能控制单元具有高速数据采集与计算能力，内置有专用控制软件，包含模糊闪络判别和处理、闪络限值自动跟踪、短路保护、完善故障自诊断和保护、远程通讯等软件功能，所以系统可通过Profibus或USS总线接口，实现数据远程访问、远程监视、参数配置和多电场的协调、优化。智能控制单元的专用控制软件，主要分为主控部分和状态切换部分，其中主控部分由数据采集、异常处理、闪络识别和输出计算组成；状态切换部分由全波方式和脉冲方式运行状态组成。通过500 μ S高速采样频率实时检测一次电流、二次电流和二次电压，实时监控运行过程中的异常情况和闪络情况，由控制系统进行数据运算，并对这些特殊情况进行判别和处理后，将开度结果输出至IGBT执行。智能控制单元的专用控制软件运行，主要分为上电初始化、主循环、系统硬件故障处理、通讯处理和本地运行处理五大部分，除上电初始化和主循环外，所有功能都是通过硬件中断调度实现，所以有非常准确和快速的事件响应能力。传统单相电源电压输出的电压脉动范围彡25%，线型度差，容易出现阻抗不匹配，频繁触发火花放电，造成电晕电流低，难以提高除尘效率，而本专利技术所述三相电源输出电压线性度好，施加到除尘器上的直流电压比单相电源高得多，从而大幅提高除尘效率(单相电源除尘效率97%，三相电源除尘效率99%)和煤气回收效率。单相电源的输出效率一般为70 %，而本专利技术所述三相电源输出效率为95 %，可提高转换效率25 %，而且与单相电源相比，三相电源的输入电流可大幅减少，仅为单相电源的43%。不仅节约电能和降低设备制造成本，而且大大减少了电网供电的负载空损耗。由于三相制供电特性，当现场电场不为3的整数倍时，电网处于缺相供电不平衡状态，而且因每个电场工作状态各异，所致电网每一相的电流都不同，使电网供电处于不平衡状态。而本专利技术所述三相电源采用直接输入的方式，每一相电源都是一致的，不存在电网不平衡。附图说明图I为本专利技术的原理框图。 图2为系统程序控制总框图。图3为系统程序控制“主控部分”流程图。图4为系统程序控制“状态切换部分”流程图。图5为控制系统软件运行“上电初始化”部分流程图。图6为控制系本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高性能三相供电高压电除尘器电源控制系统，其特征在于：包括主回路和控制系统两部分，主回路包括三相电抗器、三相桥式二极管整流电路、平波电容、单相桥式IGBT逆变电路、LC滤波电路、高压变压器、高压整流器、高压电抗器；控制系统包括智能控制单元、电源组板、操作显示面板、IGBT驱动控制单元、高压采集单元，其中，高压采集单元安装在高压设备上；三相电抗器、三相桥式二极管整流电路、平波电容、单相桥式IGBT逆变电路和LC滤波电路均装配在控制柜中；高压变压器、高压整流器、高压电抗器装配成一体均安装在除尘器上；三相滤波电抗器经过铜母排连接三相桥式二极管整流电路，三相桥式二极管整流电路经过铜母排连接平波电容，平波电容经过铜母排连接单相桥式IGBT逆变电路，单相桥式IGBT逆变电路经过铜母排连接LC滤波电路，LC滤波电路经过电缆连接高压变压器，高压变压器经过铜母排连接高压整流器，高压整流器经过铜母排连接高压电抗器；高压整流器输出端经过信号线连接高压采集单元，高压采集单元经过光纤连接智能控制单元，同时三相滤波电抗器输出端经过信号线连接电源组板，电源组板经过信号线连接智能控制单元，操作显示面板经过信号线连接智能控制单元，智能控制单元经过信号线连接IGBT驱动控制单元，IGBT驱动控制单元经过信号线连接单相桥式IGBT逆变电路。...
【技术特征摘要】
1.一种高性能三相供电高压电除尘器电源控制系统，其特征在于包括主回路和控制系统两部分，主回路包括三相电抗器、三相桥式二极管整流电路、平波电容、单相桥式IGBT逆变电路、LC滤波电路、高压变压器、高压整流器、高压电抗器；控制系统包括智能控制单元、电源组板、操作显示面板、IGBT驱动控制单元、高压采集单元，其中，高压采集单元安装在高压设备上； 三相电抗器、三相桥式二极管整流电路、平波电容、单相桥式IGBT逆变电路和LC滤波电路均装配在控制柜中；高压变压器、高压整流器、高压电抗器装配成一体均安装在除尘器上； 三相滤波电抗器经过铜母排连接三相桥式二极管整流电路，三相桥式二极管整流电路经过铜母排连接平波电容，平波电容经过铜母排连接单相桥式IGBT逆变电路，单相桥式IGBT逆变电路经过铜母排连接LC滤波电路，LC滤波电路经过电缆连接高压变压器，高压变压器经过铜母排连接高压整流器，高压整流器经过铜母排连接高压电抗器；高压整流器输出端经过信号线连接高压采集单元，高压采集单元经过光纤连接智能控制单元，同时三相滤波电抗器输出端经过信号线连接电源组板，电源组板经过信号线连接智能控制单元，操作显示面板经过信号线连接智能控制单元，智能控制单元经过信号线连接IGBT驱动控制单元，IGBT驱动控制单元经过信号线连接单相桥式IGBT逆变电路。2.根据权利要求I所述的电源控制系统，其特征在于所述的主回路三相交流380V电压经过铜母排传输至三相滤波电抗器，三相滤波电抗器输出为滤波后的三相交流380V电压，滤波后的三相交流380V电压经过铜母排传输至三相桥式二极管整流电路，三相桥式二极管整流电路输出脉动直流电压，脉动直流电压经过铜母排传输至平波电容，平波电容输出为基本平直的直流电压，基...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨涤，李崇坚，
申请(专利权)人：北京博谦工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。