CN105915068B - 一种除尘用电源控制方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种除尘用电源控制方法，应用于除尘用电源，该方法包括：检测所述电除尘器的工作电压和工作电流；根据所述工作电压和所述工作电流，调节所述SPWM信号的调制频率，改变所述变压器初级绕组侧的阻抗，以改变所述变压器次级绕组侧的电流；和/或，根据所述工作电压和所述工作电流，调节所述SPWM信号的调制度，改变所述变压器初级绕组侧的输入电压，以改变所述变压器次级绕组侧的电压。本控制方法能够根据电除尘器的实际运行工况，实时自动调节电除尘器的工作电流和工作电压，提高电除尘器的除尘效率，降低能耗，并实现对闪络和反电晕的抑制。本发明实施例还公开了一种除尘用电源控制装置和系统。
Description
技术领域
本发明涉及供电控制技术领域，尤其涉及一种除尘用电源控制方法、装置及系统。
背景技术
电除尘器是改善环境污染，提高空气质量的重要环保设备。其功能是将工厂排放烟气中的粉尘颗粒加以清除，从而大幅度降低排入大气层中的烟尘量。
参见图1，该图为现有技术中一种除尘用电源的电路拓扑图。电除尘器工作时，其电场可视为阻容性负载，即其电气特性可等效为电阻和电容并联构成的负载。所述等效电阻的阻值和所述等效电容的容值受电除尘器的极间距、粉尘特性和粉尘浓度等因素影响。因此，电除尘器的阻抗是实时变化的。
现有技术中的除尘用电源，其变压器初级绕组侧的输入频率固定，变压器的短路阻抗压降为固定值。在为电除尘器供电过程中，电除尘器的阻抗实时变化，现有的除尘用电源控制技术无法实现变压器的阻抗与电除尘器的工作阻抗实时匹配，变压器的次级绕组侧输出易出现“高电压、低电流”或“低电压、高电流”等现象，造成电除尘器除尘效率低下。电除尘器发生闪络时，现有的电源控制方法需采用断电几十毫秒甚至上百毫秒的方法以关断火花。并且，现有技术中无相应的控制方法以主动抑制电除尘器工作时易出现的反电晕现象，造成了除尘高压电源能耗高企、电除尘器排放超标等情况。
因此，本领域技术人员需要提供一种除尘用电源控制方法、装置及系统，能够根据电除尘器的实时工况改变除尘用电源的输出电流和电压，并且实现对闪络和反电晕的抑制，提高电除尘器的除尘效率、节能降耗。
发明内容
为了解决现有技术问题，本发明提供了一种除尘用电源控制方法、装置及系统，能够根据电除尘器的实时工况改变除尘用电源的输出电流和电压，并且实现对闪络和反电晕的抑制，提高电除尘器除尘效率、节能降耗。
本发明实施例提供了一种除尘用电源控制方法，应用于除尘用电源，所述除尘用电源包括：第一整流桥、逆变器、变压器、第二整流桥和控制器；所述第一整流桥的输出端连接所述逆变器的输入端，所述逆变器的输出端连接所述变压器的初级绕组，所述变压器的次级绕组经所述第二整流桥连接电除尘器；所述控制器用于输出SPWM信号以控制所述逆变器中开关器件的开关状态；该方法包括：
检测所述电除尘器的工作电压和工作电流；
根据所述工作电压和所述工作电流，调节所述SPWM信号的调制频率，改变所述变压器初级绕组侧的阻抗，以改变所述变压器次级绕组侧的电流；
和/或，根据所述工作电压和所述工作电流，调节所述SPWM信号的调制度，改变所述变压器初级绕组侧的输入电压，以改变所述变压器次级绕组侧的电压。
优选地，所述根据所述工作电压和所述工作电流，调节所述SPWM信号的调制频率，改变所述变压器初级绕组侧的阻抗，以改变所述变压器次级绕组侧的电流，具体包括：
当判断所述工作电流小于第一预设电流时，需增大所述电除尘器的工作电流，调节所述调制频率为第一预设调制频率；
当判断所述工作电流与所述工作电压成正比且所述工作电流大于等于所述第一预设电流时，所述电除尘器正常工作，调节所述调制频率为第二预设调制频率；
所述第一预设电流小于等于所述变压器的次级绕组侧的最大输出电流；所述第一预设调制频率小于所述变压器的额定频率；f2>f1，f1为所述第一预设调制频率，f2为所述第二预设调制频率。
优选地，所述根据所述工作电压和所述工作电流，调节所述SPWM信号的调制频率，改变所述变压器初级绕组侧的阻抗，以改变所述变压器次级绕组侧的电流，具体还包括：
当判断所述工作电流大于第二预设电流时，所述电除尘器的电场出现闪络现象，调节所述调制频率为第三预设调制频率；
当判断所述工作电流由大于所述第二预设电流变为小于等于所述第二预设电流时，完成对所述闪络现象的抑制，调节所述调制频率为所述第二预设调制频率；
I2>I1，I1为所述第一预设电流，I2为所述第二预设电流；f3>f2，f3为所述第三预设调制频率，f2为所述第二预设调制频率。
优选地，具体还包括：
当判断所述工作电流与所述工作电压成反比时，所述电除尘器电场出现反电晕，调节所述调制频率为第四预设调制频率，调节所述调制度为第一预设调制度；
f3>f4>f1，f1为所述第一预设调制频率，f3为所述第三预设调制频率f4为所述第四预设调制频率；Ma1<Ma2，Ma1为所述第一预设调制度，Ma2为所述工作电压等于所述电除尘器的额定电压时的调制度。
优选地，具体还包括：
当判断所述工作电流小于第三预设电流且所述工作电压大于等于第一预设电压时，所述变压器的次级绕组侧出现开路故障，调节所述调制度为第三预设调制度；
I3<I1，I1为所述第一预设电流，I3为所述第三预设电流；所述第一预设电压大于等于所述除尘用电源的额定输出电压；Ma3<Ma2，Ma3为所述第三预设调制度，Ma2为所述工作电压等于所述电除尘器的额定电压时的调制度；
当判断所述工作电流大于第四预设电流且所述工作电压小于第二预设电压时，所述变压器的次级绕组侧出现短路故障，调节所述调制度为第四预设调制度，调节所述调制频率为所述第四预设调制频率；
所述第四预设电流小于所述变压器次级绕组侧的最大输出电流；所述第二预设电压小于所述除尘用电源的额定输出电压；Ma4<Ma2，Ma4为所述第四预设调制度。
本发明实施例还提供了一种除尘用电源控制装置，应用于除尘用电源，所述除尘用电源包括：第一整流桥、逆变器、变压器和第二整流桥；所述第一整流桥的输出端连接所述逆变器的输入端，所述逆变器的输出端连接所述变压器的初级绕组，所述变压器的次级绕组经所述第二整流桥连接电除尘器；该控制装置包括：控制单元、电流获取单元和电压获取单元；
所述电流获取单元，用于获取所述电除尘器的工作电流，并将所述工作电流发送至所述控制单元；
所述电压获取单元，用于获取所述电除尘器的工作电压，并将所述工作电压发送至所述控制单元；
所述控制单元，用于根据所述工作电压和所述工作电流，调节输出的SPWM信号的调制频率，改变所述变压器初级绕组侧的阻抗，以改变所述变压器次级绕组侧的电流；所述SPWM信号用于控制所述逆变器中开关器件的开关状态；
所述控制单元，还用于根据所述工作电压和所述工作电流，调节所述SPWM信号的调制度，改变所述变压器初级绕组侧的输入电压，以改变所述变压器次级绕组侧的电压。
优选地，还包括：第一判断单元和第二判断单元；
所述第一判断单元，用于判断所述工作电流是否小于第一预设电流；
所述控制单元，还用于当所述第一判断单元判断所述工作电流小于等于第一预设电流时，确认需增大所述电除尘器的工作电流，调节所述调制频率为第一预设调制频率；
所述第二判断单元，用于判断所述工作电流与所述工作电压是否成正比且所述工作电流是否大于等于第一预设电流；
所述控制单元，还用于当所述第二判断单元判断所述工作电流与所述工作电压成正比且所述工作电流大于等于第一预设电流时，确认所述电除尘器正常工作，调节所述调制频率为第二预设调制频率；
所述第一预设电流小于等于所述变压器的次级绕组侧的最大输出电流；所述第一预设调制频率小于所述变压器的额定频率；f2>f1，f1为所述第一预设调制频率，f2为所述第二预设调制频率。
优选地，还包括：第三判断单元、第四判断单元和第五判断单元；
所述第三判断单元，用于判断所述工作电流是否大于第二预设电流；
所述控制单元，还用于当所述第三判断单元判断所述工作电流大于第二预设电流时，确认所述电除尘器的电场出现闪络现象，调节所述调制频率为第三预设调制频率；
所述第四判断单元，用于判断所述工作电流是否由大于所述第二预设电流变为小于等于所述第二预设电流；
所述控制单元，还用于当所述第四判断单元判断所述工作电流由大于所述第二预设电流变为小于等于所述第二预设电流时，确认完成对所述闪络现象的抑制，调节所述调制频率为所述第二预设调制频率；
I2>I1，I1为所述第一预设电流，I2为所述第二预设电流；f3>f2，f3为所述第三预设调制频率。
所述第五判断单元，用于判断所述工作电流与工作电压是否成反比；
所述控制单元，还用于当所述第五判断单元判断所述工作电流与所述工作电压成反比时，确认所述电除尘器电场出现反电晕，调节所述调制频率为第四预设调制频率，调节所述调制度为第一预设调制度；
f3>f4>f1，f4为所述第四预设调制频率；Ma1<Ma2，Ma1为所述第一预设调制度，Ma2为所述工作电压等于电除尘器的额定电压时的调制度。
优选地，还包括：第六判断单元和第七判断单元；
所述第六判断单元，用于判断所述工作电流是否小于第三预设电流且所述工作电压是否大于等于第一预设电压；
所述控制单元，还用于当所述第六判断单元判断所述工作电流小于第三预设电流且所述工作电压大于等于第一预设电压时，确认所述变压器的次级绕组侧出现开路故障，调节所述调制度为第三预设调制度；
I3<I1，I3为所述第三预设电流；所述第一预设电压大于等于所述除尘用电源的额定输出电压；Ma3<Ma2，Ma3为所述第三预设调制度，Ma2为所述工作电压为所述电除尘器的额定电压时的调制度；
所述第七判断单元，用于判断所述工作电流是否大于第四预设电流且所述工作电压是否小于第二预设电压；
所述控制单元，还用于当所述第七判断单元判断所述工作电流大于第四预设电流且所述工作电压小于第二预设电压时，确认所述变压器的次级绕组侧出现短路故障，调节所述调制度为第四预设调制度，调节所述调制频率为所述第三预设调制频率；
所述第四预设电流小于所述变压器次级绕组侧的最大输出电流；所述第二预设电压小于所述除尘用电源的额定输出电压；Ma4<Ma2，Ma4为所述第四预设调制度。
本发明实施例还提供了一种除尘用电源控制系统，包括：第一整流桥、逆变器、第二整流桥、变压器、控制器、电压获取器和电流获取器；
所述第一整流桥的输出端连接所述逆变器的输入端，所述逆变器的输出端连接所述变压器的初级绕组，所述变压器的次级绕组经所述第二整流桥连接电除尘器；
所述控制器，用于输出SPWM信号以控制所述逆变器中开关器件的开关状态；
所述电压获取器，用于获取所述电除尘器的工作电压，并将所述工作电压发送至所述控制器；
所述电流获取器，用于获取所述电除尘器的工作电流，并将所述工作电流发送至所述控制器；
所述控制器，还用于根据所述工作电压和所述工作电流，调节所述SPWM信号的调制频率，改变所述变压器初级绕组侧的阻抗，以改变所述变压器次级绕组侧的电流；
所述控制器，还用于根据所述工作电压和所述工作电流，调节所述SPWM信号的调制度，改变所述变压器初级绕组侧的输入电压，以改变所述变压器次级绕组侧的电压。
与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：
本发明实施例提供的除尘用电源控制方法，根据电除尘器工作时电场的电流和电压，调节控制器输出的SPWM信号的调制频率，改变变压器初级绕组侧的阻抗，以改变逆变器的输出频率，即变压器初级绕组侧的输入频率。变压器初级绕组侧的阻抗与变压器初级绕组侧的输入频率成正比，变压器次级绕组侧输出至电除尘器的电流与变压器初级绕组侧的阻抗成反比。因此，本发明实施例提供的除尘用电源控制方法，能够根据电除尘器的实际运行工况，自适应改变除尘用电源中变压器的阻抗，以自动调节变压器次级绕组侧输出至电除尘器的电流。同时，根据电除尘器工作时电场的电流和电压，调节控制器输出的SPWM信号的调制度，可改变变压器的输入电压的幅值，从而改变变压器次级绕组侧输出至电除尘器的电压。本发明实施例提供的除尘用电源控制方法，能够根据电除尘器运行时的实时工况改变除尘用电源的输出电流和电压，并且实现对闪络和反电晕的抑制，提高电除尘器的除尘效率、节能降耗。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为现有技术中一种除尘用电源的电路拓扑图；
图2为本发明提供的除尘用电源控制方法实施例一的流程图；
图3为本发明提供的除尘用电源控制方法实施例二的流程图；
图4为本发明提供的除尘用电源控制方法实施例三的流程图；
图5为本发明提供的除尘用电源控制方法实施例四的流程图；
图6为电除尘器正常工作和出现反电晕现象时工作电流和工作电压的伏安曲线图；
图7为本发明提供的除尘用电源控制方法实施例五的流程图；
图8为本发明提供的除尘用电源控制装置实施例一的结构图；
图9为本发明提供的除尘用电源控制装置实施例二的结构图；
图10为本发明提供的除尘用电源控制装置实施例三的结构图；
图11为本发明提供的除尘用电源控制装置实施例四的结构图；
图12为本发明提供的除尘用电源控制系统实施例的电路拓扑图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供的除尘用电源控制方法所适用的所述除尘用电源，包括：第一整流桥、逆变器、变压器、第二整流桥和控制器；所述第一整流桥的输出端连接逆变器的输入端，所述逆变器的输出端连接所述变压器的初级绕组，所述变压器的次级绕组经所述第二整流桥连接电除尘器；所述控制器用于输出SPWM信号以控制所述逆变器中开关器件的开关状态。
为了方便理解，首先介绍一种除尘用电源的拓扑。图1为现有技术中一种除尘用电源的电路拓扑图。
除尘用电源，包括：第一整流桥100、电抗器Lp、电容C1、逆变器200、变压器T1、第二整流桥200和控制器400；
所述第一整流桥100的输入端连接供电电源，所述第一整流桥100的正输出端经所述电抗器Lp连接第一节点①，所述第一整流桥100的负输出端连接第二节点②；所述电容C1的第一端连接所述第一节点①，所述电容C1的第二端连接所述第二节点②；
所述逆变器200，包括：第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3和第四开关管Q4；
所述第一开关管Q1的第一端连接所述第一节点①，所述第一开关管Q1的第二端连接所述第三开关管Q2的第一端；所述第二开关管Q2的第一端连接所述第一节点①，所述第二开关管Q2的第二端连接所述第四开关管Q4的第一端；所述第三开关管Q3的第二端连接所述第二节点②；所述第四开关管Q4的第二端连接所述第二节点②；所述第一开关管Q1、所述第二开关管Q2、所述第三开关管Q3和所述第四开关管Q4的控制端连接所述控制器400，所述第一开关管Q1、所述第二开关管Q2、所述第三开关管Q3和所述第四开关管Q4分别具有一个反向并联的体二极管；
所述控制器400，用于输出SPWM信号以控制所述第一开关管Q1、所述第二开关管Q2、所述第三开关管Q3和所述第四开关管Q4的开关状态；
所述变压器T1初级绕组的第一端连接所述第一开关管Q1的第二端，所述变压器T1初级绕组的第二端连接所述第二开关管Q2的第二端，所述变压器T1的次级绕组经所述第二整流桥300连接电除尘器ESP。
电除尘器ESP的工作电压值和工作电流值即第二整流桥300的输出电压值和输出电流值，与变压器T1次级绕组侧的电压值和电流值成正比。
逆变器200中的开关器件，即第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3和第四开关管Q4可以为绝缘栅双极型晶体管(IGBT)。
而本发明提供的除尘用电源控制方法适用于上述除尘用电源，另外同样适用于其他变形的除尘用电源。
方法实施例一：
图2为本发明提供的除尘用电源控制方法实施例一的流程图。
除尘用电源中使用的变压器一般为中频变压器。例如，该变压器的额定频率可以为200Hz-400Hz，最大输出电流为3A，最高工作频率可达800Hz。可采用TMS320C2000系列的数字信号处理器作为控制器的核心。
本实施例提供的除尘用电源控制方法，包括：
S201：检测所述电除尘器的工作电压和工作电流；
S202：根据所述工作电压和工作电流，调节SPWM信号的调制频率f，改变所述变压器初级绕组侧的阻抗，以改变所述变压器次级绕组侧的电流；
和/或，S203：根据所述工作电压和所述工作电流，调节所述SPWM信号的调制度Ma，改变所述变压器初级绕组侧的输入电压，以改变所述变压器次级绕组侧的电压。
可以理解的是，SPWM信号的调制频率f的改变使得逆变器的输出频率，即变压器的输入频率也随之改变。
根据变压器的阻抗计算公式：其中f为变压器初级绕组侧的输入频率，I为变压器初级绕组侧的实际工作电流，In为变压器初级绕组侧的额定电流，L为变压器的漏感。
变压器的阻抗大小与变压器初级绕组侧的输入频率f和实际工作电流I成正比。通过改变变压器初级绕组侧的输入频率f，改变变压器的阻抗可以改变变压器次级绕组侧的电流。可以理解的是，变压器输出至电除尘器的电流改变，电压也随之改变；反之亦然。
可以理解的是，调制度Ma可控制逆变器输出至变压器初级绕组侧的电压幅值的大小。因此，改变调制度Ma可以改变变压器次级绕组侧电压。
本实施例提供的除尘用电源控制方法还包括：根据所述调制频率，改变所述SPWM信号的载波比N；
可以理解的是，载波比N可控制逆变器输出的等效正弦波交流电压的还原度。载波比N的取值越大，失真度越低，低失真度可以减少变压器谐波损耗。但载波比N的值过大，会增加逆变器中开关器件的损耗。因此，载波比N需根据实际情况选取一个合适的平衡点。本发明提供的除尘用电源控制方法，根据调制频率f同步改变载波比N，以使SPWM逆变控制达到理想效果。例如，载波比N与调制频率f的关系为：载波比N＝400/f*50，载波比的值取整数。当调制频率f＝400Hz时，载波比N＝50；当调制频率f＝300Hz时，载波比N＝400/300*50＝66.67，取其整数部分，即载波比N＝66。
当需将电除尘器的工作电流升至额定工作电流时，减小变压器初级绕组侧的输入频率降低变压器的阻抗以加快变压器次级绕组侧的电流的增长速度，节约能源和电除尘器电场充电的时间。
当电除尘器平稳运行时，根据多依奇公式：η＝1-e-Aω/Q，其中A为收尘极板面积，Q为烟气量，ω为驱动速度，
可知，对于集成面积相同的电除尘器，驱动速度ω越高除尘效率越高。
另，驱动速度ω的经验公式为其中a为尘粒半径，E为尘粒所处的电场强度，μ为滞粘系数。
从驱动速度ω的经验公式可以看出，驱动速度ω与电场强度E的平方成正比，而电场强度E又与电场间施加的电压成正比。因此，电除尘器电场的运行电压越高，电除尘器除尘效率越高。提高变压器运行频率，使得电晕电压波形平滑，可以提高电除尘器电晕电压均值，提高除尘效率。
当电除尘器的电场发生闪络时，增大变压器初级绕组侧的输入频率提高变压器的阻抗，以减小变压器次级绕组侧的输出功率，可对闪络进行抑制，实现电场的不间断供电，同时减少闪络电流对除尘用电源和电除尘器内部器件的冲击。
当电除尘器的电场出现反电晕现象时，增大变压器初级绕组侧的输入频率提高变压器的阻抗，以减小变压器次级绕组侧的电流，并减小调制度Ma以降低变压器次级绕组侧的电压，可实现对反电晕现象的抑制，提高除尘效率，节约能源。
需要说明的是，为提高除尘效率、实现对闪络和反电晕现象的抑制，所述SPWM信号的调制频率f的取值范围可以设置为50Hz-800Hz。
本实施例提供的除尘用电源控制方法，根据电除尘器工作时电场的电流和电压，调节控制器输出的SPWM信号的调制频率，改变变压器初级绕组侧的阻抗，以改变逆变器的输出频率，即变压器初级绕组侧的输入频率。变压器初级绕组侧的阻抗与变压器初级绕组侧的输入频率成正比，变压器次级绕组侧输出至电除尘器的电流与变压器初级绕组侧的阻抗成反比。因此，本实施例提供的除尘用电源控制方法，能够根据电除尘器的实际运行工况，自适应改变除尘用电源中变压器的阻抗，以自动调节变压器次级绕组侧输出至电除尘器的电流。同时，根据电除尘器工作时电场的电流和电压，调节控制器输出的SPWM信号的调制度，可改变变压器的输入电压的幅值，从而改变变压器次级绕组侧输出至电除尘器的电压。本实施例提供的除尘用电源控制方法，能够根据电除尘器运行时的实时工况改变除尘用电源的输出电流和电压，并且实现对闪络和反电晕的抑制，提高电除尘器的除尘效率、节能降耗。
方法实施例二：
图3为本发明提供的除尘用电源控制方法实施例二的流程图。相较于方法实施例一，本实施例提供了一种更加具体的除尘用电源控制方法。
本实施例中的S301-S302分别与方法实施例一中的S201-S202相同，在此不再赘述。
为提高电除尘器除尘效率，降低电除尘器的能耗，本实施例中还包括：
S303：当判断所述工作电流小于第一预设电流I1时，需增大所述电除尘器的工作电流，调节所述调制频率为第一预设调制频率f1；
所述第一预设电流I1小于等于所述变压器的次级绕组侧的最大输出电流，所述第一预设调制频率f1小于所述变压器的额定频率。
需要说明的是，第一预设电流I1为根据实际工况设定的电除尘器的工作电流。根据不同除尘情况及要求，电除尘器的工作电流可设定为变压器最大输出电流的0％-100％。例如，电除尘器的工作电流为变压器最大输出电流的50％，即工作电流I＝3A*50％＝1.5A。电除尘器的工作电流大小主要根据电除尘器的阳极板的面积来选取。
第一预设调制频率f1越小，电除尘器的工作电流的增长速度越快。一般情况下，第一预设调制频率f1的取值为预设的最小调制频率，f1小于变压器的额定调制频率。例如，当SPWM信号的调制频率的取值范围为50Hz-800Hz时，第一预设调制频率f1＝50Hz。
S304：当判断所述工作电流与所述工作电压成正比且所述工作电流大于等于所述第一预设电流I1时，所述电除尘器正常工作，调节所述调制频率为第二预设调制频率f2；所述第二预设调制频率f2>f1。
当电除尘器的工作电流和工作电压之间成正比例关系时，电除尘器正常运行。为使电除尘器在工作时获得最大的输出电晕功率，提高除尘效率，在满足电除尘器的工作电流设定值的前提下，即工作电流大于等于第一预设电流I1时，可根据电除尘器的实际工作电流，适当提高SPWM信号的调制频率f至所述第二预设调制频率f2，使变压器的阻抗与电除尘器电场的阻抗相匹配，提高电除尘器的除尘效率。并且，适当增大变压器初级绕组侧的输入频率，可以降低电晕电压的波纹系数。
例如，第二预设调制频率f2＝fTR×In/I，其中fTR为除尘用电源所用变压器的额定频率，I为变压器初级绕组侧的实际工作电流，In为变压器初级绕组侧的额定电流。
可以理解的是，SPWM信号的载波比随着其调制频率的改变而改变。其调制度可根据电除尘器的实际运行工况实时改变。
本实施例提供的除尘用电源控制方法，当需增大电除尘器的工作电流至设定的工作电流时，降低SPWM的调制频率以提高电除尘器的工作电流增大的速率；在电除尘器的电晕电压平稳时，提高SPWM信号的调制频率以降低电源电压的纹波系数，提高电除尘器的除尘效率。
方法实施例三：
图4为本发明提供的除尘用电源控制方法实施例三的流程图。相较于方法实施例一，本实施例提供了一种更加具体的除尘用电源控制方法。
本实施例中的S401-S402分别与方法实施例一中的S201-S202相同，在此不再赘述。
为抑制电除尘器的闪络现象，本实施例中还包括：
S403：当判断所述工作电流大于第二预设电流I2时，所述电除尘器电场出现闪络现象，调节所述调制频率为第三预设调制频率f3；
I2>I1，I1为所述第一预设电流，I2为所述第二预设电流；f3>f2，f3为所述第三预设调制频率。
需要说明的是，当电除尘器的工作电流过大时，可判断电除尘器出现闪络。例如，当工作电流大于变压器次级绕组侧的最大输出电流的1.1-1.4倍时，可认为电除尘器出现闪络。
为抑制闪络现象，第三预设调制频率f3应为预设的最大调制频率以降低电除尘器的工作电流。一般情况下，预设的最大调制频率大于变压器的额定调制频率。例如，当SPWM信号的调制频率的取值范围为50Hz-800Hz时，第三预设调制频率f3＝800Hz。
S404：当判断所述工作电流由大于所述第二预设电流I2变为小于等于所述第二预设电流I2时，完成对所述闪络现象的抑制，调节所述调制频率为所述第二预设调制频率f2；
当电除尘器的工作电流降至小于第二预设电流I2时，可认为已完成对闪络的抑制。此时，为使电除尘器在工作时获得最大的输出电晕功率，提高除尘效率，调制频率f改变为第二预设调制频率f2。第二预设调制频率f2的取值可根据电除尘器的实际运行工况得出。
例如，第二预设调制频率f2＝fTR×In/I，其中fTR为除尘用电源所用变压器的额定频率，I为变压器初级绕组侧的实际工作电流，In为变压器初级绕组侧的额定电流。
当电除尘器出现闪络并且无法通过提高调制频率进行抑制时，除尘用电源停止为电除尘器供电。为使电除尘器恢复工作，可在停止供电一段时间后，控制除尘用电源重新为电除尘器供电，继续除尘工作。为使电除尘器的工作电流升至设定工作电流，此时，SPWM信号的调制频率为第一预设调制频率f1。可以理解的是，停止供电的时间可以为几个毫秒。
可以理解的是，SPWM信号的载波比随着其调制频率的改变而改变。其调制度可根据电除尘器的实际运行工况实时改变。
本实施例提供的除尘用电源控制方法，能够根据电除尘器的实际运行工况，调整SPWM信号的调制频率和调制度，改变电除尘器的工作电流和工作电压，实现对电除尘器的闪络现象的抑制。
方法实施例四：
图5为本发明提供的除尘用电源控制方法实施例四的流程图。相较于方法实施例一，本实施例提供了一种更加具体的除尘用电源控制方法。
本实施例中的S501-S503分别与方法实施例一中的S201-S203相同，在此不再赘述。
为抑制反电晕现象，本实施例中还包括：
S504：当判断所述工作电流与所述工作电压成反比时，所述电除尘器电场出现反电晕，调节所述调制频率为第四预设调制频率f4，调节所述调制度为第一预设调制度Ma1；
f3>f4>f1，f4为所述第四预设调制频率；Ma1<Ma2，Ma1为所述第一预设调制度，Ma2为工作电压等于所述电除尘器的额定电压时的调制度。
图6为当电除尘器正常工作和出现反电晕现象时工作电流和工作电压的伏安曲线图。所述关系曲线图可根据电除尘器的实际运行工况得出。
从图中可以看出，当电除尘器的电场出现反电晕现象时，其工作电流和工作电压成反比。为抑制反电晕现象，可通过改变SPWM信号的调制频率，使工作电流小于等于拐点处的电流。为提高除尘效率，一般使电除尘器的电流维持在图中拐点位置。此时，SPWM信号的调制频率即第四预设调制频率f4的取值位于预设的调制频率的取值范围之间，f3>f4>f1；SPWM信号的调制度即第一预设调制度Ma1的取值小于电除尘器的工作电压为额定工作电压时的调制度。第四预设调制频率f4和第一预设调制度Ma1的具体取值可根据电除尘器的实际除尘经验得出。
需要说明的是，当电除尘器的供电方式为间歇脉冲供电时，可根据该拐点的位置根据电除尘器的实际除尘经验选择合适的间歇脉冲供电的间歇比，以抑制反电晕现象。
本实施例提供的除尘用电源控制方法，能够根据电除尘器的实际运行工况，自动检查电除尘器是否发生反电晕现象，判断出现反电晕现象时伏安曲线的拐点，并以此作为改变SPWM信号的调制频率的依据，以抑制反电晕现象，提高电场除尘效率，并具有良好的节能特性。
方法实施例五：
图7为本发明提供的除尘用电源控制方法实施例五的流程图。相较于方法实施例一，本实施例提供了一种更加具体的除尘用电源控制方法。
本实施例中的S701-S703分别与方法实施例一中的S201-S203相同，在此不再赘述。
为防止变压器次级绕组侧的电路出现开路和短路故障，从而影响除尘用电源和电除尘器中器件的安全，本实施例中还包括：
S704：当判断所述工作电流小于第三预设电流I3且所述工作电压大于等于第一预设电压U1时，所述变压器的次级绕组侧出现开路故障，调节所述调制度为第三预设调制度Ma3；
I3<I1，I3为所述第三预设电流；所述第一预设电压大于等于所述除尘用电源的额定输出电压；Ma3<Ma2，Ma3为所述第三预设调制度，Ma2为所述工作电压等于所述电除尘器的额定电压时的调制度；
当电除尘器出现开路故障时，其工作电流约等于零，工作电压大于除尘用电源的额定输出电压。所述第三预设电流I3为小于第一预设电流I1的接近于零的数值，例如I3＝10mA，所述第一预设电压U1大于等于所述变压器的额定电压。需要说明的是，除尘用电源的额定输出电压可根据电除尘器的阴极与阳极的间距选取。
可以理解的是，为保护除尘用电源和电除尘器中器件的安全，防止过压运行，可通过改变SPWM信号的调制度，降低变压器的输入和输出电压的幅值。调制度Ma的取值可根据电除尘器的实际运行工况选取。此时，调制度Ma一般降至正常运行时调制度的0％-12％。
S705：当判断所述工作电流大于第四预设电流I4且所述工作电压小于第二预设电压U2时，所述变压器次级绕组侧出现短路故障，调节所述调制度为第四预设调制度Ma4，调节所述调制频率为所述第三预设调制频率f3；
可设定当电除尘器出现短路故障时，其工作电流大于变压器次级绕组侧最大输出电流的15％-30％，工作电压小于除尘用电源的额定输出电压。即，所述第二预设电压U2小于所述除尘用电源的额定输出电压，所述第四预设电流小于变压器次级绕组侧的最大输出电流。
可以理解的是，第二预设电压的取值可以为8kV-12kV。
此时，为保护除尘用电源和电除尘器中器件的安全，通过改变SPWM信号的调制度Ma以降低变压器的输入和输出电压的幅值，改变SPWM信号的调制频率f以降低电除尘器的工作电流，第四预设调制度Ma4<Ma2。调制度Ma一般降至正常运行时调制度的0％-12％；调制频率f调至最大，例如f3＝800Hz。
需要说明的是，电除尘器的供电方式一般分为两种：全波供电方式以及间歇脉冲供电方式。上述的除尘用电源控制方法是基于电除尘器的供电方式为全波供电进行介绍的，而本控制方法还可以应用于间歇脉冲供电方式的除尘用电源。实际控制时，可根据电除尘器的运行工况，改变间歇脉冲供电电源的间歇比以实现对闪络和反电晕现象的抑制，并提高除尘效率。
基于以上实施例提供的除尘用电源控制方法，本发明还提供了一种除尘用电源控制装置，适用于图1所示的除尘用电源，另外同样适用于其他变形的除尘用电源。
装置实施例一：
图8为本发明提供的除尘用电源控制装置实施例一的结构图。
本实施例提供的除尘用电源控制装置，应用于除尘用电源，所述除尘用电源，包括：第一整流桥100、逆变器200、变压器T1和第二整流桥300；所述第一整流桥100的输出端连接所述逆变器200的输入端，所述逆变器200的输出端连接所述变压器T1的初级绕组，所述变压器T1的次级绕组经所述第二整流桥300连接电除尘器；所述电除尘器未在图中示出。
变压器T1一般为中频变压器。例如，变压器T1的额定频率可以为200Hz-400Hz，最大输出电流为3A，最高工作频率可达800Hz。
本实施例提供的除尘用电源控制装置，包括：所述控制单元401、电流获取单元402和电压获取单元403；
所述电流获取单元402，用于获取所述电除尘器的工作电流，并将所述工作电流发送至所述控制单元401；
所述电压获取单元403，用于获取所述电除尘器的工作电压，并将所述工作电压发送至所述控制单元401；
可以理解的是，电除尘器的工作电流和工作电压即第二整流桥300的输出电流和输出电压。
所述控制单元401，用于根据所述工作电压和所述工作电流，调节输出的所述SPWM信号的调制频率，改变所述变压器初级绕组侧的阻抗，以改变所述变压器T1次级绕组侧的电流；所述SPWM信号用于控制所述逆变器中开关器件的开关状态；
所述控制单元401，还用于根据所述工作电压和所述工作电流，调节所述SPWM信号的调制度，改变所述变压器初级绕组侧的输入电压，以改变所述变压器T1次级绕组侧的电压。
本实施例提供的除尘用电源控制装置可采用TMS320C2000系列的数字信号处理器作为其控制核心。
SPWM信号的调制频率改变使得逆变器200中开关器件的开关频率改变，逆变器200的输出频率，即变压器T1的输入频率也随之改变。
所述控制单元401，还用于根据所述调制频率，改变所述SPWM信号的载波比；
可以理解的是，载波比N可控制逆变器200输出的等效正弦波交流电压的还原度。载波比N的取值越大，失真度越低，低失真度可以减少变压器谐波损耗。但载波比N的值过大，会增加逆变器200中开关器件的损耗。因此，载波比N需根据实际情况选取一个合适的平衡点。本发明提供的除尘用电源控制方法，根据调制频率f同步改变载波比N，以使SPWM逆变控制达到理想效果。例如，载波比N与调制频率f的关系为：载波比N＝400/f*50，载波比的值取整数。当调制频率f＝400Hz时，载波比N＝50；当调制频率f＝300Hz时，载波比N＝400/300*50＝66.67，取其整数部分，即载波比N＝66。
调制度Ma可控制逆变器200输出至变压器T1初级绕组侧的电压幅值的大小。因此，改变调制度Ma可以改变变压器T1次级绕组侧的电压。
根据变压器的阻抗计算公式：其中f为变压器初级绕组侧的输入频率，I为变压器初级绕组侧的实际工作电流，In为变压器初级绕组侧的额定电流，L为变压器的漏感。
可以理解的是，变压器T1的阻抗大小与变压器T1初级绕组侧的输入频率f和实际工作电流I成正比。而变压器T1次级绕组侧的电流与变压器T1的阻抗成反比。通过改变变压器T1初级绕组侧的输入频率，改变变压器T1的阻抗可以改变变压器T1次级绕组侧的电流。变压器输出至电除尘器的电流改变，电压也随之改变；反之亦然。
本实施例提供的除尘用电源控制装置，根据电除尘器工作时电场的电流和电压，调节控制器输出的SPWM信号的调制频率，改变变压器初级绕组侧的阻抗，以改变逆变器的输出频率，即变压器初级绕组侧的输入频率。变压器初级绕组侧的阻抗与变压器初级绕组侧的输入频率成正比，变压器次级绕组侧输出至电除尘器的电流与变压器初级绕组侧的阻抗成反比。因此，本实施例提供的除尘用电源控制装置，能够根据电除尘器的实际运行工况，自适应改变除尘用电源中变压器的阻抗，以自动调节变压器次级绕组侧输出至电除尘器的电流。同时，根据电除尘器工作时电场的电流和电压，调节控制器输出的SPWM信号的调制度，可改变变压器的输入电压的幅值，从而改变变压器次级绕组侧输出至电除尘器的电压。本实施例提供的除尘用电源控制装置，能够根据电除尘器运行时的实时工况改变除尘用电源的输出电流和电压，并且实现对闪络和反电晕的抑制，提高电除尘器的除尘效率、节能降耗。
装置实施例二：
图9为本发明提供的除尘用电源控制装置实施例二的结构图。相较于图8，本实施例提供了一种更加具体的除尘用电源控制装置。
为提高电除尘器的除尘效率，降低电除尘器的能耗，本实施例提供的除尘用电源控制装置，还包括：第一判断单元404和第二判断单元405；
第一判断单元404，用于判断所述工作电流是否小于第一预设电流I1；
所述控制单元401，用于当所述第一判断单元404判断所述工作电流小于等于第一预设电流I1时，确认需增大所述电除尘器的工作电流，调节所述调制频率为第一预设调制频率f1；
所述第一预设电流I1小于等于所述变压器T1的次级绕组侧的最大输出电流，所述第一预设调制频率f1小于所述变压器T1的额定频率。
需要说明的是，第一预设电流I1为根据实际工况设定的电除尘器的工作电流。根据不同除尘情况及要求，电除尘器的额定工作电流可设定为变压器T1额定最大电流的0％-100％。例如，电除尘器的额定工作电流为变压器T1额定最大电流的50％，即工作电流I＝3A*50％＝1.5A。电除尘器的工作电流大小主要根据电除尘器的阳极板的面积来选取。
第一预设频率f1越小，电除尘器的工作电流的增长速度越快。一般情况下，第一预设调制频率f1的取值为预设的最小调制频率，f1小于变压器T1的额定调制频率。例如，当SPWM信号的调制频率的取值范围为50Hz-800Hz时，第一预设调制频率f1＝50Hz。
所述第二判断单元404，用于判断所述工作电流与所述工作电压是否成正比且所述工作电流是否大于等于第一预设电流I1；
所述控制单元401，还用于当所述第二判断单元405判断所述工作电流与所述工作电压成正比且所述工作电流大于等于第一预设电流I1时，确认所述电除尘器正常工作，调节所述调制频率为第二预设调制频率f2。
所述第二预设调制频率f2>f1。
当电除尘器的工作电流和工作电压成正比时，电除尘器正常运行。为使电除尘器在工作时获得最大的输出电晕功率，提高除尘效率，在满足电晕电流设定值的前提下，即工作电流大于等于第一预设电流I1时，可根据电除尘器的实际工作电流，适当提高SPWM信号的调制频率至所述第二预设调制频率f2，使变压器的阻抗与电除尘器电场的阻抗相匹配，提高电除尘器的除尘效率。并且，适当增大变压器初级绕组侧的输入频率，可以降低电晕电压的波纹系数。
例如，第二预设调制频率f2＝fTR×In/I，其中fTR为除尘用电源所用变压器的额定频率，I为变压器初级绕组侧的实际工作电流，In为变压器初级绕组侧的额定电流。
本实施例提供的除尘用电源控制装置，当需增大电除尘器的工作电流值设定的工作电流时，降低SPWM的调制频率以提高电除尘器的工作电流的增加速率；在电除尘器的电晕电压平稳时，提高SPWM信号的调制频率以降低电源电压的纹波系数，提高电除尘器的除尘效率。
装置实施例三：
图10为本发明提供的除尘用电源控制装置实施例三的结构图。
为抑制电除尘器的闪络现象，本实施例提供的除尘用电源控制装置还包括：第三判断单元406、第四判断单元407和第五判断单元408；
第三判断单元406，用于判断所述工作电流是否大于第二预设电流I2；
所述控制单元401，还用于当所述第三判断单元406判断所述工作电流大于第二预设电流I2时，确认所述电除尘器的电场出现闪络现象，调节所述调制频率为第三预设调制频率f3；
I2>I1，I1为所述第一预设电流，I2为所述第二预设电流；f3>f2，f3为所述第三预设调制频率。
需要说明的是，当电除尘器的工作电流过大时，可判断电除尘器出现闪络。例如，当工作电流大于变压器T1次级绕组侧的最大输出电流的1.1-1.4倍时，可认为电除尘器出现闪络。
为抑制闪络现象，第三预设调制频率f3应为预设的最大调制频率以降低电除尘器的工作电流。一般情况下，预设的最大调制频率大于变压器T1的额定调制频率。例如，当SPWM信号的调制频率的取值范围为50Hz-800Hz时，第三预设调制频率f3＝800Hz。
所述第四判断单元407，用于判断所述工作电流是否由大于所述第二预设电流I2变为小于等于所述第二预设电流I2；
所述控制单元401，还用于当所述第四判断单元407判断所述工作电流由大于所述第二预设电流I2变为小于等于所述第二预设电流I2时，确认完成对所述闪络现象的抑制，调节所述调制频率为第二预设调制频率f2；
当电除尘器的工作电流降至小于第二预设电流I2时，可认为已完成对闪络的抑制。此时，为使电除尘器在工作时获得最大的输出电晕功率，提高除尘效率，调制频率可为第二预设调制频率f2。第二预设调制频率f2的取值可根据电除尘器的实际运行工况得出。
当电除尘器的工作电流持续大于第二预设电流I2时，说明即使调制频率调至最大调制频率也无法抑制闪络现象。为保护除尘用电源以及电除尘器中器件的安全，此时，除尘用电源需停止为电除尘器供电。即，SPWM信号的调制频率为零，控制逆变器200中开关器件全部关断。
需要说明的是，当电除尘器出现闪络并且无法通过提高调制频率进行抑制时，除尘用电源停止为电除尘器供电。为使电除尘器恢复工作，可在停止供电一段时间后，控制除尘用电源重新为电除尘器供电。为使电除尘器的工作电流升至设定工作电流，此时，SPWM信号的调制频率为第一预设调制频率f1。可以理解的是，停止供电的时间可以为几个毫秒。
为抑制电除尘器的反电晕现象，本实施例提供的除尘用电源控制装置还包括：第五判断单元408；
第五判断单元408，用于判断所述工作电流与工作电压是否成反比；
所述控制单元401，还用于当所述第五判断单元408判断所述工作电流与所述工作电压成反比时，确认所述电除尘器电场出现反电晕，调节所述调制频率为第四预设调制频率f4，调节调制度为第一预设调制度Ma1；
f3>f4>f1，f4为所述第四预设调制频率；Ma1<Ma2，Ma1为所述第一预设调制度，Ma2为工作电压等于所述电除尘器的额定电压时的调制度。
参见图6，当电除尘器的电场出现反电晕现象时，其工作电流和工作电压成反比。为抑制反电晕现象，可通过改变SPWM信号的调制频率，使工作电流小于等于拐点处的电流。为提高除尘效率，一般使电除尘器的电流维持在图中拐点位置。此时，SPWM信号的调制频率即第四预设调制频率f4的取值位于预设的调制频率的取值范围之间，f3>f4>f1；SPWM信号的调制度即第一预设调制度Ma1的取值小于电除尘器的工作电压为额定工作电压时的调制度。第四预设调制频率f4和第一预设调制度Ma1的具体取值可根据电除尘器的实际除尘经验得出。
本实施例提供的除尘用电源控制装置，能够根据电除尘器的实际运行工况，调整SPWM信号的调制频率和调制度，改变电除尘器的工作电流和工作电压，实现对电除尘器的闪络现象的抑制。同时，该控制方法还可以自动检查电除尘器是否发生反电晕现象，判断出现反电晕现象时伏安曲线的拐点，并以此作为改变SPWM信号的调制频率的依据，以抑制反电晕现象，提高电场除尘效率并具有良好的节能特性。
需要说明的是，当电除尘器的供电方式为间歇脉冲供电时，可根据该拐点的位置根据电除尘器的实际除尘经验选择合适的间歇脉冲供电的间歇比，以抑制反电晕现象。
装置实施例四：
图11为本发明提供的除尘用电源控制装置实施例四的结构图。
为防止变压器T1次级绕组侧电路出现开路故障，从而影响除尘用电源和电除尘器中器件的安全，本实施例提供的除尘用电源控制装置还包括：第六判断单元409；
所述第六判断单元409，用于判断所述工作电流是否小于第三预设电流I3且所述工作电压是否大于等于第一预设电压U1；
所述控制单元401，还用于当第六判断单元409判断所述工作电流小于第三预设电流I3且所述工作电压大于等于第一预设电压U1时，确认所述变压器次级绕组侧出现开路故障，调节调制度为第三预设调制度Ma3；
I3<I1，I3为所述第三预设电流；所述第一预设电压大于等于所述除尘用电源的额定输出电压；Ma3<Ma2，Ma3为所述第三预设调制度，Ma2为所述工作电压等于所述电除尘器的额定电压时的调制度；
当电除尘器出现开路故障时，其工作电流约等于零，工作电压大于除尘用电源的额定输出电压。所述第三预设电流I3为小于第一预设电流I1的接近于零的数值，例如I3＝10mA，所述第一预设电压U1大于等于所述除尘用电源的额定输出电压。需要说明的是，除尘用电源的额定输出电压可根据电除尘器的阴极与阳极的间距选取。
可以理解的是，为保护除尘用电源和电除尘器中器件的安全，防止过压运行，可通过改变SPWM信号的调制度，降低变压器的输入和输出电压的幅值。调制度Ma的取值可根据电除尘器的实际运行工况选取。此时，调制度Ma一般降至正常运行时调制度的0％-12％。
为防止变压器T1次级绕组侧电路出现短路故障时，影响除尘用电源和电除尘器中器件的安全，本实施例提供的除尘用电源控制装置还包括：第七判断单元410；
所述第七判断单元410，用于判断所述工作电流是否大于第四预设电流I4且所述工作电压是否小于第二预设电压U2；
所述控制单元401，还用于当所述第七判断单元410判断所述工作电流大于第四预设电流I4且所述工作电压小于第二预设电压U2时，确认所述变压器的次级绕组侧出现短路故障，调节所述调制度为第四预设调制度Ma4，调节所述调制频率为所述第三预设调制频率f3；
所述第四预设电流小于所述变压器次级绕组侧的最大输出电流；所述第二预设电压小于所述除尘用电源的额定输出电压；Ma4<Ma2，Ma4为所述第四预设调制度。
可设定当电除尘器出现短路故障时，其工作电流大于变压器次级绕组侧最大输出电流的15％-30％，工作电压小于除尘用电源的额定输出电压。即，所述第二预设电压U2小于所述除尘用电源的额定输出电压，所述第四预设电流小于变压器次级绕组侧的最大输出电流。
可以理解的是，第二预设电压的取值可以为8kV-12kV。
此时，为保护除尘用电源和电除尘器中器件的安全，通过改变SPWM信号的调制度以降低变压器T1输入和输出电压的幅值，改变其调制频率以降低电除尘器的工作电流，第四预设调制度Ma4<Ma2。调制度一般降至正常运行时调制度的0％-12％；调制频率调至最大，例如f3＝800Hz。
基于以上实施例提供的除尘用电源控制方法及装置，本发明还提供了一种除尘用电源控制系统，适用于图1所示的除尘用电源，另外同样适用于其他变形的除尘用电源。
图12为本发明提供的除尘用电源控制系统实施例的电路拓扑图。
本实施例提供的除尘用电源控制系统，包括第一整流桥100、逆变器200、变压器T1、第二整流桥300、控制器400、电压获取器500和电流获取器600；
所述第一整流桥100的输出端连接所述逆变器200的输入端，所述逆变器200的输出端连接所述变压器T1的初级绕组，所述变压器T2的次级绕组经所述第二整流桥300连接电除尘器ESP；
所述逆变器200，包括：第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3和第四开关管Q4；
所述第一开关管Q1的第一端连接所述第一整流桥100的正输出端，所述第一开关管Q1的第二端连接所述第三开关管Q2的第一端；所述第二开关管Q2的第一端连接所述第一整流桥100的正输出端，所述第二开关管Q2的第二端连接所述第四开关管Q4的第一端；所述第三开关管Q3的第二端连接所述第一整流桥100的负输出端；所述第四开关管Q4的第二端连接所述第一整流桥100的负输出端；所述第一开关管Q1、所述第二开关管Q2、所述第三开关管Q3和所述第四开关管Q4的控制端连接所述控制器400，所述第一开关管Q1、所述第二开关管Q2、所述第三开关管Q3和所述第四开关管Q4分别具有一个反向并联的体二极管；
所述控制器400，用于输出SPWM信号以控制所述第一开关管Q1、所述第二开关管Q2、所述第三开关管Q3和所述第四开关管Q4的开关状态；
所述变压器T1初级绕组的第一端连接所述第一开关管Q1的第二端，所述变压器T1初级绕组的第二端连接所述第二开关管Q2的第二端，所述变压器T1的次级绕组经所述第二整流桥300连接电除尘器ESP。
可以理解的是，电除尘器ESP的工作电压和工作电流即第二整流桥300的输出电压和输出电流，与变压器T1次级绕组侧的电压和电流成正比。
变压器T1一般为中频变压器。例如，变压器T1的额定频率可以为200Hz-400Hz，最大输出电流为3A，最高工作频率可达800Hz。控制器400可采用TMS320C2000系列的数字信号处理器作为控制核心。
所述控制器400，用于输出SPWM信号以控制所述逆变器200中开关器件的开关状态；
所述电压获取器500，用于获取所述电除尘器ESP的工作电压，并将所述工作电压发送至所述控制器400；
所述电压获取器500，包括：第一电阻R1和第二电阻R2；
所述第一电阻R1的第一端连接第二整流桥300的负输出端，所述第一电阻R1的第二端经所述第二电阻R2接地。
电压获取器500将第二电阻R2两侧的电压V2发送至控制器400。控制器400可得出电除尘器ESP的工作电压U＝V2*(R1+R2)/R2。
所述电流获取器600，用于获取所述电除尘器ESP的工作电流，并将所述工作电流发送至所述控制器400；
所述电流获取器600，包括：第三电阻R3；
所述第三电阻R3的第一端连接第二整流桥300的正输出端，所述第三电阻R3的第二端接地。
电流获取器600将第三电阻R3的电流发送至控制器400。电除尘器ESP的工作电流等于第三电阻R3的电流。
所述控制器400，还用于根据所述工作电压和所述工作电流，调节所述SPWM信号的调制频率f，改变所述变压器的初级绕组侧的阻抗，以改变所述变压器T1次级绕组侧的电流；
SPWM信号的调制频率改变使得逆变器200中开关器件的开关频率改变，逆变器200的输出频率，即变压器T1的输入频率也随之改变。
根据变压器的阻抗计算公式：其中f为变压器初级绕组侧的输入频率，I为变压器初级绕组侧的实际工作电流，In为变压器初级绕组侧的额定电流，L为变压器的漏感。
可以理解的是，变压器的阻抗大小与变压器初级绕组侧的输入频率f和实际工作电流I成正比，而变压器次级绕组侧的电流与变压器的阻抗成反比。通过改变变压器T1初级绕组侧的输入频率，改变变压器T1的阻抗可以改变变压器T1次级绕组侧的电流，改变电除尘器ESP的工作电流。
可以理解的是，所述控制器400，还用于根据所述调制频率，调节所述SPWM信号的载波比N；
载波比N可控制逆变器200输出的等效正弦波电压的还原度。载波比N的取值越大，失真度越低，低失真度可以减少变压器谐波损耗。但载波比N的值过大，会增加逆变器200中开关器件的损耗。因此，载波比N需根据实际情况选取一个合适的平衡点。本发明提供的除尘用电源控制方法，根据调制频率f同步改变载波比N，以使SPWM逆变控制达到理想效果。
所述控制器400，还用于根据所述工作电压和所述工作电流，调节所述SPWM信号的调制度Ma，改变所述变压器的初级绕组侧的输入电压，以改变所述变压器T1次级绕组侧的电压。
可以理解的是，调制度Ma可控制逆变器200输出至变压器T1初级绕组侧的电压幅值的大小。因此，改变调制度Ma可以改变变压器T1次级绕组侧的电压，改变电除尘器的工作电压。
本实施例提供的除尘用电源控制系统，可根据电除尘器的运行工况自动调节SPWM信号的调制频率、载波比和调制度，改变除尘用电源的输出电流和电压，实现对闪络和反电晕现象的抑制，提高除尘效率，并具有良好的节能特性。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (8)
1.一种除尘用电源控制方法，其特征在于，应用于除尘用电源，所述除尘用电源包括：第一整流桥、逆变器、变压器、第二整流桥和控制器；所述第一整流桥的输出端连接所述逆变器的输入端，所述逆变器的输出端连接所述变压器的初级绕组，所述变压器的次级绕组经所述第二整流桥连接电除尘器；所述控制器用于输出SPWM信号以控制所述逆变器中开关器件的开关状态；该方法包括：
检测所述电除尘器的工作电压和工作电流；
根据所述工作电压和所述工作电流，调节所述SPWM信号的调制频率，改变所述变压器初级绕组侧的阻抗，以改变所述变压器次级绕组侧的电流；
和/或，
根据所述工作电压和所述工作电流，调节所述SPWM信号的调制度，改变所述变压器初级绕组侧的输入电压，以改变所述变压器次级绕组侧的电压；
所述根据所述工作电压和所述工作电流，调节所述SPWM信号的调制频率，改变所述变压器初级绕组侧的阻抗，以改变所述变压器次级绕组侧的电流，具体包括：
当判断所述工作电流小于第一预设电流时，需增大所述电除尘器的工作电流，调节所述调制频率为第一预设调制频率；
当判断所述工作电流与所述工作电压成正比且所述工作电流大于等于所述第一预设电流时，所述电除尘器正常工作，调节所述调制频率为第二预设调制频率；
所述第一预设电流小于等于所述变压器的次级绕组侧的最大输出电流；所述第一预设调制频率小于所述变压器的额定频率；f2>f1，f1为所述第一预设调制频率，f2为所述第二预设调制频率。
2.根据权利要求1所述的除尘用电源控制方法，其特征在于，所述根据所述工作电压和所述工作电流，调节所述SPWM信号的调制频率，改变所述变压器初级绕组侧的阻抗，以改变所述变压器次级绕组侧的电流，具体还包括：
当判断所述工作电流大于第二预设电流时，所述电除尘器的电场出现闪络现象，调节所述调制频率为第三预设调制频率；
当判断所述工作电流由大于所述第二预设电流变为小于等于所述第二预设电流时，完成对所述闪络现象的抑制，调节所述调制频率为所述第二预设调制频率；
I2>I1，I1为所述第一预设电流，I2为所述第二预设电流；f3>f2，f3为所述第三预设调制频率，f2为所述第二预设调制频率。
3.根据权利要求2所述的除尘用电源控制方法，其特征在于，具体还包括：
当判断所述工作电流与所述工作电压成反比时，所述电除尘器电场出现反电晕，调节所述调制频率为第四预设调制频率，调节所述调制度为第一预设调制度；
f3>f4>f1，f1为所述第一预设调制频率，f3为所述第三预设调制频率，f4为所述第四预设调制频率；Ma1<Ma2，Ma1为所述第一预设调制度，Ma2为所述工作电压等于所述电除尘器的额定电压时的调制度。
4.根据权利要求3所述的除尘用电源控制方法，其特征在于，具体还包括：
当判断所述工作电流小于第三预设电流且所述工作电压大于等于第一预设电压时，所述变压器的次级绕组侧出现开路故障，调节所述调制度为第三预设调制度；
I3<I1，I1为所述第一预设电流，I3为所述第三预设电流；所述第一预设电压大于等于所述除尘用电源的额定输出电压；Ma3<Ma2，Ma3为所述第三预设调制度，Ma2为所述工作电压等于所述电除尘器的额定电压时的调制度；
当判断所述工作电流大于第四预设电流且所述工作电压小于第二预设电压时，所述变压器的次级绕组侧出现短路故障，调节所述调制度为第四预设调制度，调节所述调制频率为所述第四预设调制频率；
所述第四预设电流小于所述变压器次级绕组侧的最大输出电流；所述第二预设电压小于所述除尘用电源的额定输出电压；Ma4<Ma2，Ma4为所述第四预设调制度。
5.一种除尘用电源控制装置，其特征在于，应用于除尘用电源，所述除尘用电源包括：第一整流桥、逆变器、变压器和第二整流桥；所述第一整流桥的输出端连接所述逆变器的输入端，所述逆变器的输出端连接所述变压器的初级绕组，所述变压器的次级绕组经所述第二整流桥连接电除尘器；该控制装置包括：控制单元、电流获取单元和电压获取单元；
所述电流获取单元，用于获取所述电除尘器的工作电流，并将所述工作电流发送至所述控制单元；
所述电压获取单元，用于获取所述电除尘器的工作电压，并将所述工作电压发送至所述控制单元；
所述控制单元，用于根据所述工作电压和所述工作电流，调节输出的SPWM信号的调制频率，改变所述变压器初级绕组侧的阻抗，以改变所述变压器次级绕组侧的电流；所述SPWM信号用于控制所述逆变器中开关器件的开关状态；
所述控制单元，还用于根据所述工作电压和所述工作电流，调节所述SPWM信号的调制度，改变所述变压器初级绕组侧的输入电压，以改变所述变压器次级绕组侧的电压；
所述装置，还包括：第一判断单元和第二判断单元；
所述第一判断单元，用于判断所述工作电流是否小于第一预设电流；
所述控制单元，还用于当所述第一判断单元判断所述工作电流小于等于第一预设电流时，确认需增大所述电除尘器的工作电流，调节所述调制频率为第一预设调制频率；
所述第二判断单元，用于判断所述工作电流与所述工作电压是否成正比且所述工作电流是否大于等于第一预设电流；
所述控制单元，还用于当所述第二判断单元判断所述工作电流与所述工作电压成正比且所述工作电流大于等于第一预设电流时，确认所述电除尘器正常工作，调节所述调制频率为第二预设调制频率；
所述第一预设电流小于等于所述变压器的次级绕组侧的最大输出电流；所述第一预设调制频率小于所述变压器的额定频率；f2>f1，f1为所述第一预设调制频率，f2为所述第二预设调制频率。
6.根据权利要求5所述的除尘用电源控制装置，其特征在于，还包括：第三判断单元、第四判断单元和第五判断单元；
所述第三判断单元，用于判断所述工作电流是否大于第二预设电流；
所述控制单元，还用于当所述第三判断单元判断所述工作电流大于第二预设电流时，确认所述电除尘器的电场出现闪络现象，调节所述调制频率为第三预设调制频率；
所述第四判断单元，用于判断所述工作电流是否由大于所述第二预设电流变为小于等于所述第二预设电流；
所述控制单元，还用于当所述第四判断单元判断所述工作电流由大于所述第二预设电流变为小于等于所述第二预设电流时，确认完成对所述闪络现象的抑制，调节所述调制频率为所述第二预设调制频率；
I2>I1，I1为所述第一预设电流，I2为所述第二预设电流；f3>f2，f3为所述第三预设调制频率；
所述第五判断单元，用于判断所述工作电流与所述工作电压是否成反比；
所述控制单元，还用于当所述第五判断单元判断所述工作电流与所述工作电压成反比时，确认所述电除尘器电场出现反电晕，调节所述调制频率为第四预设调制频率，调节所述调制度为第一预设调制度；
f3>f4>f1，f4为所述第四预设调制频率；Ma1<Ma2，Ma1为所述第一预设调制度，Ma2为所述工作电压等于所述电除尘器的额定电压时的调制度。
7.根据权利要求6所述的除尘用电源控制装置，其特征在于，还包括：第六判断单元和第七判断单元；
所述第六判断单元，用于判断所述工作电流是否小于第三预设电流且所述工作电压是否大于等于第一预设电压；
所述控制单元，还用于当所述第六判断单元判断所述工作电流小于第三预设电流且所述工作电压大于等于第一预设电压时，确认所述变压器的次级绕组侧出现开路故障，调节所述调制度为第三预设调制度；
I3<I1，I3为所述第三预设电流；所述第一预设电压大于等于所述除尘用电源的额定输出电压；Ma3<Ma2，Ma3为所述第三预设调制度，Ma2为所述工作电压为所述电除尘器的额定电压时的调制度；
所述第七判断单元，用于判断所述工作电流是否大于第四预设电流且所述工作电压是否小于第二预设电压；
所述控制单元，还用于当所述第七判断单元判断所述工作电流大于第四预设电流且所述工作电压小于第二预设电压时，确认所述变压器的次级绕组侧出现短路故障，调节所述调制度为第四预设调制度，调节所述调制频率为所述第三预设调制频率；
所述第四预设电流小于所述变压器次级绕组侧的最大输出电流；所述第二预设电压小于所述除尘用电源的额定输出电压；Ma4<Ma2，Ma4为所述第四预设调制度。
8.一种除尘用电源控制系统，其特征在于，包括：第一整流桥、逆变器、第二整流桥、变压器、控制器、电压获取器和电流获取器；
所述第一整流桥的输出端连接所述逆变器的输入端，所述逆变器的输出端连接所述变压器的初级绕组，所述变压器的次级绕组经所述第二整流桥连接电除尘器；
所述控制器，用于输出SPWM信号以控制所述逆变器中开关器件的开关状态；
所述电压获取器，用于获取所述电除尘器的工作电压，并将所述工作电压发送至所述控制器；
所述电流获取器，用于获取所述电除尘器的工作电流，并将所述工作电流发送至所述控制器；
所述控制器，还用于根据所述工作电压和所述工作电流，调节所述SPWM信号的调制频率，改变所述变压器初级绕组侧的阻抗，以改变所述变压器次级绕组侧的电流；
所述控制器，还用于根据所述工作电压和所述工作电流，调节所述SPWM信号的调制度，改变所述变压器初级绕组侧的输入电压，以改变所述变压器次级绕组侧的电压。
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