CN103611632B - 高频高压静电除尘电源 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高频高压静电除尘电源，包括电源系统的主电路、电源系统的控制电路和上位机。电源系统的主电路包括三相交流电抗器、三相不控整流、滤波电容、全桥逆变电路、LC滤波、高频高压整流变压器；电源系统的控制电路包括电压电流采样电路、模拟量调理电路、数字调理电路、驱动电路、DSP主电路、以太网通信设施；采集到的电压电流量经过模拟量调理电路调理之后送到DSP主电路，DSP芯片根据采集到的数据一方面处理并控制系统的运行，DSP芯片产生SPWM波，通过数字调理电路和驱动电路后控制全桥逆变电路的开通与关断。SPWM波控制全桥逆变之后输出的电压波经过LC滤波为正弦波，谐波分量少，对高频整流变压器的冲击减小。

Description

高频高压静电除尘电源
技术领域
本发明涉及一种高频高压静电除尘电源，尤其涉及一种SPWM逆变输出的高频高压静电除尘电源，属于环保设备技术领域。
背景技术
随着工业的快速发展，环境问题日益突出，其中空气污染的问题极其严重。工业废气排放到大气中去，其中废气中的粉尘给人类的健康带来严重的危害。因此，在工业废气排放之前要进行除尘处理。目前，我国大部分除尘电源仍以工频为主，在已有的高频除尘电源中，一方面，逆变电路输出的电压都是以方波方式输出，造成谐波比较严重，对变压器冲击比较大，严重影响变压器的寿命，进而影响整个电源的使用；另一方面，由于频率的提高和变压器寄生参数的影响，不仅使损耗增加，而且还增加了电磁干扰。现有技术中，专利号为“CN202410836”的专利文献公开了一种静电除尘用新型高频高压电源，此类高频高压电源在实际运行时，并未充分考虑到由于电源的开通和关断所产生的谐波对电源系统的影响，且对电路所产生的主要谐波也未采取任何措施。因此，一种既能够减少谐波的含量，又能降低变压器寄生参数影响的新型高频高压除尘电源值得研究。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高频高压静电除尘电源，解决因谐波分量对整个电源系统的影响，使除尘电源更加稳定，除尘电源效率更高。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
一种高频高压静电除尘电源，包括电源系统的主电路20、电源系统的控制电路21和上位机16，所述电源系统的主电路20包括三相交流电抗器2、三相不控整流电路3、滤波电容4、全桥逆变电路5、LC滤波6、高频高压整流变压器7，三相交流电通过三相交流电抗器2平波之后接到三相不控整流3，滤波电容4并联在三相不控整流3的输出端，之后连接到全桥逆变电路5，LC滤波6并联在全桥逆变电路5的输出端，全桥逆变电路5的输出端经LC滤波6后接高频高压整流变压器7，所述高频高压整流变压器7输出端接电除尘器负载8；所述电源系统的控制电路21包括电压电流采样电路9、模拟量调理电路10、DSP主电路11、外部FLASH12、数字调理电路13、驱动电路14和以太网通信设备15；所述电压电流采样电路9采集母线电压、变压器一次侧电流和电压，变压器二次侧电流和电压，电压电流采样电路9采集的信号输送到模拟量调理电路10进行信号调理后输出到DSP主电路11，所述DSP主电路11中的DSP芯片对采集的信号数据进行处理，并通过以太网通信设备15把数据传输到上位机16进行显示，而上位机16设定的参数也通过以太网通信设备15传给DSP主电路11；当电源系统关断时，采集的电压电流量存储到外部FLASH12中，在下次开机时读取，所述DSP主电路11的DSP芯片产生两对互补的SPWM波，一对互补的SPWM波驱动全桥逆变电路的一组通道，SPWM波经过数字调理电路13和驱动电路14对全桥逆变电路5进行控制，得到所需要的正弦交流电。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明采用SPWM控制技术使得变压器受到的冲击大大减轻，从而增加了变压器的材料要求及其变压器的使用寿命，还可以减小变压器的体积，减小变压器的漏感和分布电容对系统的影响，增加了系统的稳定性。本发明具有电源体积小，功率因数大，电源寿命长，除尘效率高等优点，可以稳定长时间运行。
附件说明：
图1是本发明的系统总电路图；
图2是本发明的系统总流程图；
图3是本发明的SPWM波产生流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，高频高压静电除尘电源包括电源系统的主电路20、电源系统的控制电路21和上位机16，所述电源系统的主电路20包括三相交流电抗器2、三相不控整流电路3、滤波电容4、全桥逆变电路5、LC滤波6、高频高压整流变压器7，三相交流电通过三相交流电抗器2平波之后接到三相不控整流3，滤波电容4并在三相不控整流3的输出端，之后连接到全桥逆变电路5，LC滤波6并联在全桥逆变电路5的输出端，全桥逆变电路5的输出端经LC滤波6后接高频高压整流变压器7，所述高频高压整流变压器7输出端接电除尘器负载8；所述电源系统的控制电路21包括电压电流采样电路9、模拟量调理电路10、DSP主电路11、外部FLASH12、数字调理电路13、驱动电路14和以太网通信设备15；所述电压电流采样电路9采集母线电压、变压器一次侧电流和电压，变压器二次侧电流和电压，电压电流采样电路9采集的信号输送到模拟量调理电路10进行信号调理后输出到DSP主电路11，所述DSP主电路11中的DSP芯片对采集的信号数据进行处理，并通过以太网通信设备15把数据传输到上位机16进行显示，而上位机16设定的参数也通过以太网通信设备15传给DSP主电路11；当电源系统关断时，采集的电压电流量存储到外部FLASH12中，在下次开机时读取，所述DSP主电路11的DSP芯片产生两对互补的SPWM波，一对互补的SPWM波驱动全桥逆变电路的一组通道，SPWM波经过数字调理电路13和驱动电路14对全桥逆变电路5进行控制，得到所需要的正弦交流电。
三相交流电1通过三相交流电抗器2以达到提高功率因数的目的，然后进入三相不控整流电路3得到脉动直流电，通过滤波电容4得到平稳的直流电，滤波电容4输出的直流电接到全桥逆变电路5进行高频逆变得到高频交流电，通过LC滤波6之后得到近似为正弦的高频交流电，正弦交流电通过高频高压整流变压器7之后得到脉动的负高压，此负高压接到电除尘器负载8进行除尘。电压电流采样电路9采集母线电压、变压器一次侧电压电流、变压器二次侧的电压电流送到模拟量调理电路10进行模拟量处理，得到1-3V的电压信号送给DSP主电路11进行采集处理，经过DSP主电路11采集到的电压电流量通过以太网通信设备15传递给上位机16进行显示，DSP主电路11根据采集到电压量进行判断是否电压量正常，不正常也通过以太网通信设备15传递给上位机16进行显示，进而处理故障。DSP主电路11产生的SPWM波通过数字量调理电路13进行抗干扰和升压处理之后送给驱动电路14，驱动电路14连接到全桥逆变电路5进而控制逆变器的开通与关断。在电源系统不论以何种形式关机，DSP主电路11都会把采集到的模拟量存储到外部FLASH12中，在下次开机时由DSP主电路11进行读取。
系统工作的总流程如图2所示，整个电源系统连接完成之后就开启上位机，上位机启动之后读取外部FLASH中的数值进行显示，其中包括初始值和上次模拟量值，然后上位机开启电源启动，整个电源系统开启，滤波电容进行充电，进行判断充电电压值是否大于设定值，如果没有就进行停机处理，停机数据就保存至外部的FLASH中，如果充电电压值大于设定值系统往下进行，主电路运行。电压电流采集的模拟量传送到DSP主电路中去，一方面数据通过以太网通信传到上位机显示，一方面要对数据进行处理判断数据是否正常。如果数据不正常，就判断否超过设定故障重复次数，如果没有超过，返回到主程序，如果超过设定次数，一方面上位机显示何种故障，一方面停机处理数据存储；如果数据正常就判断是否产生火花，如果没有通过上位机调节SPWM；如果产生了火花就判断是否在设定的正常范围内，如果不在设定的正常范围内就通过上位机调整SPWM；如果在设定的火花率之内就返回到主程序中去继续进行判断。
如图3所示本发明利用DSP芯片的事件管理器、通用定时器1、死区发生单元及其输出逻辑产生4路两对互补的SPWM波(一对互补的SPWM波驱动全桥逆变电路的一组通道)，可以根据设置事件管理器中的相关寄存器达到输出不同频率不同脉宽的SPWM波，进而输出不同频率不同电压的正弦波，从而适用于不同的除尘本体。
本发明通过以太网可以快速和上位机进行通信，而且还可以通过交换机一个上位机控制多个高频高压除尘电源。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (1)

1.一种高频高压静电除尘电源，包括主电路(20)、控制电路(21)和上位机(16)，其特征在于，所述主电路(20)包括三相交流电抗器(2)、三相不控整流电路(3)、滤波电容(4)、全桥逆变电路(5)、LC滤波(6)、高频高压整流变压器(7)，三相交流电通过三相交流电抗器(2)平波之后接到三相不控整流电路(3)，滤波电容(4)并联在三相不控整流电路(3)的输出端，之后连接到全桥逆变电路(5)，LC滤波(6)并联在全桥逆变电路(5)的输出端，全桥逆变电路(5)的输出端经LC滤波(6)后接高频高压整流变压器(7)，所述高频高压整流变压器(7)输出端接电除尘器负载(8)；所述控制电路(21)包括电压电流采样电路(9)、模拟量调理电路(10)、DSP主电路(11)、外部FLASH (12)、数字调理电路(13)、驱动电路(14)和以太网通信设备(15)；所述电压电流采样电路(9)采集母线电压、变压器一次侧电流和电压、变压器二次侧电流和电压，电压电流采样电路(9)采集的信号输送到模拟量调理电路(10)进行信号调理后输出到DSP主电路(11)，所述DSP主电路(11)中的DSP芯片对采集的信号数据进行处理，并通过以太网通信设备(15)把数据传输到上位机(16)进行显示，而上位机(16)设定的参数也通过以太网通信设备(15)传给DSP主电路(11)；当电源系统关断时，采集的电压电流量存储到外部FLASH (12)中，在下次开机时读取，所述DSP主电路(11)的DSP芯片产生两对互补的SPWM波，两对互补的SPWM波各驱动全桥逆变电路的一组通道，SPWM波经过数字调理电路(13)和驱动电路(14)对全桥逆变电路(5)进行控制，得到所需要的正弦交流电。
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