CN106301015B - 用于电除尘器的电源控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明中提出的用于电除尘器的电源控制系统，属于电力设备领域，包括PWM波电平转换电路板，以及与PWM波电平转换电路板连接的主控电路板、工频电源驱动电路板、三相电源驱动电路板，工频电源驱动电路板与工频电源相连，三相电源驱动电路板与三相电源相连；通过将工频电源驱动电路板与三相电源驱动电路板合并，共用一块主控电路板，使得电源控制系统的得到精简，降低了电除尘器的生产成本，还使用一个主控电路板实现对两种电源的控制，提高了工频电源与三相电源之间控制系统的通用，提高了控制系统的通用性。

Description

用于电除尘器的电源控制系统
技术领域
本发明属于电力设备领域，特别涉及用于电除尘器的电源控制系统。
背景技术
在电除尘器中使用的电源包括工频电源(或称为单相电源)和三相电源。工频电源的输入为两相380V电源，在其中一相中串联一组反并联的可控硅，然后输入工频变压器，实现升压、整流，最终输出高压直流电至电除尘器。三相电源的输入为三相380V电源，在三相上各串联一组反并联的可控硅，然后输入三相变压器，实现升压、整流，最终输出高压直流电至电除尘器。
在现有技术中，工工频电源的控制系统只能控制工频电源，三相电源的控制系统只能控制三相电源。工频电源与三相电源的控制系统处于完全独立的状态，两套控制系统之间没有通用性，在无形中增加了电除尘器的生产成本，造成了资源浪费。
发明内容
为了解决现有技术中存在的缺点和不足，本发明提供了用于提高通用性且降低生产成本的用于电除尘器的电源控制系统。
为了达到上述技术目的，本发明提供了用于电除尘器的电源控制系统，所述电源控制系统，包括：
PWM波电平转换电路板，所述PWM波电平转换电路板的一端经由光纤与主控电路板连接，所述PWM波电平转换电路板的另一端分别与工频电源驱动电路板、三相电源驱动电路板相连，所述工频电源驱动电路板与工频电源相连，所述三相电源驱动电路板与三相电源相连；
其中，所述PWM波电平转换电路板中设有电压转换电路和信号反馈电路。
可选的，所述电压转换电路，包括：
光纤接收器，光纤接收器的输入端与所述主控电路板相连，光纤接收器的输出端与方波转电压电路的输入端相连，方波转电压电路的输出端与信号跟随器的输入端相连，信号跟随器的输出端与所述工频电源驱动电路板、所述三相电源驱动电路板相连。
可选的，所述信号反馈电路，包括：
故障反馈信号接收电路，故障反馈信号接收电路的输入端与所述工频电源驱动电路板、所述三相电源驱动电路板相连，故障反馈信号接收电路的输出端与电光转换电路的输入端相连，电光转换电路的输出端与光纤发射器的输入端相连，光纤发射器的输出端与所述主控电路板相连。
可选的，所述主控电路板设有第一通讯端口群，所述第一通讯端口群包括第一I/O端口、AD端口、DI端口、AO端口；
其中，所述AD端口用于实现电路采样，所述DI端口用于对输入信号进行控制和反馈。
可选的，所述第一I/O端口包括用于输出占空比可变的PWM波的输出端口，以及辅助功能端口，所述辅助功能端口连接有串并联转换电路。
可选的，所述工频电源驱动电路板设有第二通讯端口群，所述第二通讯端口群包括用于输出反馈信号的DO端口、用于接收所述PWM波电平转换电路板输出电平信号的ADC端口、以及第二I/O端口。
可选的，所述第二I/O端口包括用于接收过零信号的信号输入端口，以及用于向可控硅传输PWM波的信号输出端口。
可选的，所述三相电源驱动电路板设有第三通讯端口群，所述第三通讯端口群包括用于输出反馈信号的DO端口、用于接收所述PWM波电平转换电路板输出电平信号的ADC端口、以及第三I/O端口。
可选的，所述第三I/O端口包括用于接收过零信号的信号输入端口，以及用于向可控硅传输PWM波的信号输出端口。
可选的，所述信号输出端口经由隔离电路、驱动电路与可控硅相连。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：
通过将工频电源驱动电路板与三相电源驱动电路板合并，共用一块主控电路板，使得电源控制系统的得到精简，降低了电除尘器的生产成本，还使用一个主控电路板实现对两种电源的控制，提高了工频电源与三相电源之间控制系统的通用，提高了控制系统的通用性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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他的附图。
图1是本发明提供的用于电除尘器的电源控制系统的结构示意图；
图2是本发明提供的主控电路板的结构示意图；
图3是本发明提供的工频电源驱动电路板的结构示意图；
图4是本发明提供的三相电源驱动电路板的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的结构和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的结构作进一步地描述。
实施例一
本发明提供了用于电除尘器的电源控制系统，如图1所示，所述电源控制系统，包括：
PWM波电平转换电路板，所述PWM波电平转换电路板的一端经由光纤与主控电路板连接，所述PWM波电平转换电路板的另一端分别与工频电源驱动电路板、三相电源驱动电路板相连，所述工频电源驱动电路板与工频电源相连，所述三相电源驱动电路板与三相电源相连；
其中，所述PWM波电平转换电路板中设有电压转换电路和信号反馈电路。
在实施中，该电源控制系统包括主控电路板、PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)波电平转换电路板、工频电源驱动电路和三相电源驱动电路板，主控电路板输出PWM波信号至电平转换电路板，产生0-5V电平信号。电平转换电路板可分别输出至工频电源驱动电路板或三相电源驱动电路板，实现相应的驱动功能。同时从驱动侧反馈的故障信号，也可通过电平转换电路板反馈至主控电路板，进行故障响应。
为了实现电源控制与故障反馈两项功能，在PWM波电平转换电路板中设有电压转换电路和信号反馈电路。其中，电压转换电路包括：
光纤接收器，光纤接收器的输入端与所述主控电路板相连，光纤接收器的输出端与方波转电压电路的输入端相连，方波转电压电路的输出端与信号跟随器的输入端相连，信号跟随器的输出端与所述工频电源驱动电路板、所述三相电源驱动电路板相连。
对应的，信号反馈电路，包括：
故障反馈信号接收电路，故障反馈信号接收电路的输入端与所述工频电源驱动电路板、所述三相电源驱动电路板相连，故障反馈信号接收电路的输出端与电光转换电路的输入端相连，电光转换电路的输出端与光纤发射器的输入端相连，光纤发射器的输出端与所述主控电路板相连。
主控制器产生占空比不同的PWM波信号，转换成0-5V(或0-10V或其他电压)的电平信号，用该电平信号实现工频电源可控硅和三相电源可控硅的导通角的控制。主控电路板与PWM波电平转换电路板间用光信号通讯，有效隔离控制侧和驱动侧信号，确保主控系统的稳定、可靠。
相对于现有技术，通过将工频电源驱动电路板与三相电源驱动电路板合并，共用一块主控电路板，使得电源控制系统的得到精简，降低了电除尘器的生产成本，还使用一个主控电路板实现对两种电源的控制，提高了工频电源与三相电源之间控制系统的通用，提高了控制系统的通用性。
可选的，所述主控电路板设有第一通讯端口群，所述第一通讯端口群包括第一I/O端口、AD端口、DI端口、AO端口；
其中，所述AD端口用于实现电路采样，所述DI端口用于对输入信号进行控制和反馈。第一I/O端口包括用于输出占空比可变的PWM波的输出端口，以及辅助功能端口，所述辅助功能端口连接有串并联转换电路。
在实施中，如图2所示，为了实现与PWM波电平转换电路板进行通讯的功能，在主控电路板上设置有由多个通讯端口构成的第一通讯端口群。具体的，第一通讯端口群包括第一I/O端口、AD(Analog Data，模拟数据)端口、DI(DigitalInput数字输入)端口、AO(AnalogOutput模拟输出)端口；4路IO口再经过串并联变换，实现T/R开关、报警信号、跳闸信号、4路IO组、4路辅助IO的功能；2路AO端口实现两路4-20mA电流输出；8路AD口完成一次电流、一次电压、二次电流、二次电压、线电压等的采样；24个DI口接收控制、反馈的数字量的输入信号；并行数据和地址线用于与通信系统相连，建立工业以太网，实现监控；用1路IO口输出占空比可变的PWM波，通过转换电路板，转换成0-5V的电平信号，作为可控硅导通角信号，最终送至可控硅驱动板。
可选的，所述工频电源驱动电路板设有第二通讯端口群，所述第二通讯端口群包括用于输出反馈信号的DO端口、用于接收所述PWM波电平转换电路板输出电平信号的ADC端口、以及第二I/O端口。第二I/O端口包括用于接收过零信号的信号输入端口，以及用于向可控硅传输PWM波的信号输出端口。
在实施中，如图3所示，用一个IO口接收过零信号，作为程序与工频50Hz供电电源的同步信号，用一个ADC口接收0-5V的电平信号，作为可控硅的导通角信号。1路DO口输出故障反馈信号，当驱动电路板运行故障时，输出信号给主控系统，进行相应处理。2路IO口输出两路PWM波，通过隔离电路、驱动电路，最终驱动一对(两个反并联)的可控硅。在工频电源驱动电路板上还设有附属电路，附属电路主要包括电源、时钟、烧写、调试电路等。供电电源模块主要给CPU及可控硅驱动电路提供电源。
可选的，所述三相电源驱动电路板设有第三通讯端口群，所述第三通讯端口群包括用于输出反馈信号的DO端口、用于接收所述PWM波电平转换电路板输出电平信号的ADC端口、以及第三I/O端口。第三I/O端口包括用于接收过零信号的信号输入端口，以及用于向可控硅传输PWM波的信号输出端口。
在实施中，如图4所示，与工频电源驱动电路板的功能框图类似，差别在于用3对(6路)IO口输出六路PWM波，通过隔离电路、驱动电路，最终按照一定的驱动顺序驱动三对(六个反并联)的可控硅。
可选的，所述信号输出端口经由隔离电路、驱动电路与可控硅相连。
在实施中，工频电源驱动电路板和三相电源驱动电路板均连接有可控硅，这里的可控硅为一对反并联的可控硅，在实际使用过程中，通过PWM波对反并联可控硅的导通角进行控制，从而完成电源输出电压的调节。
为了通过PWM波对可控硅进行控制，工频电源驱动电路板和三相电源驱动电路板中的部分I/O端口均连接有隔离电路以及驱动电路，具体的，驱动电路为可控硅(SiliconControlled Rectifier,SCR)驱动电路。
本发明中提出的用于电除尘器的电源控制系统，包括PWM波电平转换电路板，以及与PWM波电平转换电路板连接的主控电路板、工频电源驱动电路板、三相电源驱动电路板，工频电源驱动电路板与工频电源相连，三相电源驱动电路板与三相电源相连；通过将工频电源驱动电路板与三相电源驱动电路板合并，共用一块主控电路板，使得电源控制系统的得到精简，降低了电除尘器的生产成本，还使用一个主控电路板实现对两种电源的控制，提高了工频电源与三相电源之间控制系统的通用，提高了控制系统的通用性。
上述实施例中的各个序号仅仅为了描述，不代表各部件的组装或使用过程中的先后顺序。
以上所述仅为本发明的实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.用于电除尘器的电源控制系统，其特征在于，所述电源控制系统，包括：
PWM波电平转换电路板，所述PWM波电平转换电路板的一端经由光纤与主控电路板连接，所述PWM波电平转换电路板的另一端分别与工频电源驱动电路板、三相电源驱动电路板相连，所述工频电源驱动电路板与工频电源相连，所述三相电源驱动电路板与三相电源相连；
其中，所述PWM波电平转换电路板中设有电压转换电路和信号反馈电路；
所述电压转换电路，包括：
光纤接收器，光纤接收器的输入端与所述主控电路板相连，光纤接收器的输出端与方波转电压电路的输入端相连，方波转电压电路的输出端与信号跟随器的输入端相连，信号跟随器的输出端与所述工频电源驱动电路板、所述三相电源驱动电路板相连；
所述信号反馈电路，包括：
故障反馈信号接收电路，故障反馈信号接收电路的输入端与所述工频电源驱动电路板、所述三相电源驱动电路板相连，故障反馈信号接收电路的输出端与电光转换电路的输入端相连，电光转换电路的输出端与光纤发射器的输入端相连，光纤发射器的输出端与所述主控电路板相连。
2.根据权利要求1所述的用于电除尘器的电源控制系统，其特征在于，所述主控电路板设有第一通讯端口群，所述第一通讯端口群包括第一I/O端口、AD端口、DI端口、AO端口；
其中，所述AD端口用于实现电路采样，所述DI端口用于对输入信号进行控制和反馈。
3.根据权利要求2所述的用于电除尘器的电源控制系统，其特征在于，所述第一I/O端口包括用于输出占空比可变的PWM波的输出端口，以及辅助功能端口，所述辅助功能端口连接有串并联转换电路。
4.根据权利要求1所述的用于电除尘器的电源控制系统，其特征在于，所述工频电源驱动电路板设有第二通讯端口群，所述第二通讯端口群包括用于输出反馈信号的DO端口、用于接收所述PWM波电平转换电路板输出电平信号的ADC端口、以及第二I/O端口。
5.根据权利要求4所述的用于电除尘器的电源控制系统，其特征在于，所述第二I/O端口包括用于接收过零信号的信号输入端口，以及用于向可控硅传输PWM波的信号输出端口。
6.根据权利要求1所述的用于电除尘器的电源控制系统，其特征在于，所述三相电源驱动电路板设有第三通讯端口群，所述第三通讯端口群包括用于输出反馈信号的DO端口、用于接收所述PWM波电平转换电路板输出电平信号的ADC端口、以及第三I/O端口。
7.根据权利要求6所述的用于电除尘器的电源控制系统，其特征在于，所述第三I/O端口包括用于接收过零信号的信号输入端口，以及用于向可控硅传输PWM波的信号输出端口。
8.根据权利要求5或7所述的用于电除尘器的电源控制系统，其特征在于，所述信号输出端口经由隔离电路、驱动电路与可控硅相连。
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