CN110860379A - 一种高压电源智能控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高压电源智能控制系统，涉及静电除尘用电源技术领域，包括高压电源、控制系统以及温度监控系统，控制系统包括输出电压控制系统和开关系统，输出电压控制系统包括电源主功率变换系统、传感收集与处理系统以及电源主控制系统，开关系统包括摄像头、图像存储器以及图像处理器；温度监控系统包括第一温度传感器和第二温度传感器；通过设置激光散射式粉尘浓度传感器得出净化效果评估参数，有效保证了在系统能够安全运行下的最优电压输出，进而一定程度提高了除尘效率；实现对高压电源的智能自动控制；两个温度传感器的监测实现对高压电源的温度自动监测；通过手臂动作可实现对高压电源的自动启动和自动关机。
Description
技术领域
本发明涉及静电除尘用电源技术领域，具体涉及一种高压电源智能控制系统。
背景技术
治理工业粉尘污染的高压静电除尘器(EPS)因为除尘效率高、能耗低、维修管理方便等，越来越受到人们的重视。静电除尘的机理是使空间电场发生电晕放电，产生大量的自由电子和负离子，它们与污染空气中的粉尘碰撞形成的带负电梨子受到的空间电场静电吸引而被呈正极性的集尘极捕获，再由清灰装置定时清理，从而净化空气。工业上静电除尘的除尘效率跟高压电源的输出电压有着很大的关系，而现有的电源输出电压无法实现自动控制，无法保证较高除尘效率。此外现有高压电源缺乏温度监控系统，无法保证高压电源过热而无法正常工作；现有高压电源多是通过人为操作机械开关来打开或者关闭电源系统，然而由于高压电源比较危险，人为操作的话，稍有不慎，便会对操作人员造成一定的伤害。
发明内容
为解决上述现有技术问题，本发明具体采用以下技术方案：
一种高压电源智能控制系统，包括高压电源、用于对所述高压电源进行控制的控制系统以及温度监控系统；
所述控制系统包括输出电压控制系统和对所述高压电源进行自动开关的开关系统，所述输出电压控制系统包括电源主功率变换系统、传感收集与处理系统以及主控制系统，所述主控制系统通过驱动电路与电源主功率变换系统相连，所述传感收集与处理系统与所述主控制系统相连；
所述开关系统包括采集操作者手臂动作的摄像头、图像存储器以及图像处理器，所述摄像头设置在所述高压电源上，所述摄像头的输出端与所述图像传感器的第一输入端电连接，所述图像存储器存储操作者指示所述高压电源打开和关闭标准图像信息；所述图像存储器的输出端与所述图像传感器的第二输入端电连接，所述图像传感器的输出端通过所述主控制系统电连接与所述高压电源的供电开关电连接；
所述温度监控系统包括用于监测高压电源的第一温度传感器和测量外界环境的第二温度传感器，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器均与所述主控制系统电连接。
进一步的方案是，所述主控制系统包括DSP控制电路、取样电路以及运算调节器；所述DSP控制电路采用DSP芯片TMS320F2812，所述取样电路与所述运算调节器电连接，所述运算调节器与所述DSP控制电路电连接；所述取样电路包括电压互感器和电流互感器，所述电压互感器、电流互感器分别采集所述高压电源的输出电压、输出电流。
进一步的方案是，所述电源主功率变换系统包括整流滤波电路、主变换电路、高频高压整流滤波电路和输出电路；所述主变换电路包括全桥式高频逆变电路和开关变压器；所述输出电路与所述取样电路电连接；
所述整流滤波电路、所述全桥式高频逆变电路、所述开关变压器、所述高频高压整流滤波电路、所述输出电路依次电连接；所述DSP控制电路通过驱动电路对所述全桥式高频逆变电路的功率管IGBT进行导通关断控制。
进一步的方案是，所述传感收集与处理系统包括激光散射式粉尘浓度传感器和AD转换电路，所述激光散射式粉尘浓度传感器设置在静电除尘装置的进风口和出风口，所述激光散射式粉尘浓度传感器的信号输出端与所述AD转换电路的输入端电连接，所述AD转换电路的输出端与所述DSP控制电路电连接。
进一步的方案是，所述图像信息为操作者手臂的三维空间远动轨迹。
进一步的方案是，所述摄像头采用远红外摄像头。
进一步的方案是，所述第一温度传感器检测温度大于85℃，所述主控制系统控制所述高压电源关闭。
进一步的方案是，所述第二温度传感器检测温度大于40℃，所述主控制系统通过控制所述电源主功率变换系统使所述高压电源的输出功率为额定功率的50％-55％。
本发明的有益效果：
通过设置激光散射式粉尘浓度传感器得出净化效果评估参数，反馈到电源主控制电路以达到最合适的输出电压，实现最佳的净化效果，有效地保证了在系统能够安全运行下的最优电压输出，进而一定程度提高了除尘效率；实现对高压电源的智能自动控制；
通过设置监测高压电源的变压器油箱温度的第一温度传感器和设置监测高压电源外界环境的第二温度传感器，并使两个温度传感器的输出端与电源主控制系统，当变压器油箱温度超过临界温度时，通过电源主控制系统控制高压电源停机；当外界温度超过一定温度时，通过电源主控制系统控制电源主功率变换系统，使高压电源的输出功率为额定功率的50％-55％。保证除尘效率的同时也对高压电源在高温环境中进行保护；实现对高压电源的温度自动监测和控制。
通过过在高压电源上设置开关系统，操作者只需通过简单的手臂动作，就能快速实现对高压电源的自动启动和自动关机，操控简便高效，同时提升了操作者的使用安全性。
附图说明
图1为本发明的结构原理图；
图2为本发明的高压电源输出电压调节原理图。
具体实施方式
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。
如图1-2所示，本发明的一个实施例公开了一种高压电源智能控制系统，包括高压电源、用于对高压电源进行控制的控制系统以及温度监控系统；
控制系统包括输出电压控制系统和对高压电源进行自动开关的开关系统，输出电压控制系统包括电源主功率变换系统、传感收集与处理系统以及主控制系统，主控制系统通过驱动电路与电源主功率变换系统相连，传感收集与处理系统与主控制系统相连；
开关系统包括采集操作者手臂动作的摄像头、图像存储器以及图像处理器，摄像头设置在高压电源上，摄像头的输出端与图像传感器的第一输入端电连接，图像存储器存储操作者指示高压电源打开和关闭标准图像信息；图像存储器的输出端与图像传感器的第二输入端电连接，图像传感器的输出端通过主控制系统电连接与高压电源的供电开关电连接；
温度监控系统包括用于监测高压电源的第一温度传感器和测量外界环境的第二温度传感器，第一温度传感器和第二温度传感器均与主控制系统电连接。
在本实施例中，主控制系统包括DSP控制电路、取样电路以及运算调节器；DSP控制电路采用DSP芯片TMS320F2812，取样电路与运算调节器电连接，运算调节器与DSP控制电路电连接；取样电路包括电压互感器和电流互感器，电压互感器、电流互感器分别采集高压电源的输出电压、输出电流。将电源输出电压以及输出电流分别通过电压互感器和电流互感器进行采集，采集后的数据通过运算调节器后输送进入DSP控制芯片的数据采集引脚进行数据收集，当出现过压过流等故障时，DSP控制芯片通过对PWM发生器进行闭锁以实现对输出电压以及输出电流的过压过流保护。
通过设置激光散射式粉尘浓度传感器得出净化效果评估参数，反馈到电源主控制电路以达到最合适的输出电压，实现最佳的净化效果，有效地保证了在系统能够安全运行下的最优电压输出，进而一定程度提高了除尘效率；实现对高压电源的智能自动控制；
通过设置监测高压电源的变压器油箱温度的第一温度传感器和设置监测高压电源外界环境的第二温度传感器，并使两个温度传感器的输出端与电源主控制系统，当变压器油箱温度超过临界温度时，通过电源主控制系统控制高压电源停机；当外界温度超过一定温度时，通过电源主控制系统控制电源主功率变换系统，使高压电源的输出功率为额定功率的50％-55％。保证除尘效率的同时也对高压电源在高温环境中进行保护；实现对高压电源的温度自动监测和控制。
通过过在高压电源上设置开关系统，操作者只需通过简单的手臂动作，就能快速实现对高压电源的自动启动和自动关机，操控简便高效，同时提升了操作者的使用安全性。
在本实施例中，主功率变换系统包括整流滤波电路、主变换电路、高频高压整流滤波电路和输出电路；主变换电路包括全桥式高频逆变电路和开关变压器；输出电路与取样电路电连接；整流滤波电路、全桥式高频逆变电路、开关变压器、高频高压整流滤波电路、输出电路依次电连接；DSP控制电路通过驱动电路对全桥式高频逆变电路的功率管IGBT进行导通关断控制。输入的三相交流电源，经过整流滤波电路，再经过全桥式高频逆变电路，由开关变压器升压到一定电压后，经过高频高压整流滤波电路整流输出一定的电流；DSP控制电路通过驱动电路对主功率变换系统的全桥式高频逆变电路的功率管IGBT进行导通关断控制。
在本实施例中，传感收集与处理系统包括激光散射式粉尘浓度传感器和AD转换电路，激光散射式粉尘浓度传感器设置在静电除尘装置的进风口和出风口，激光散射式粉尘浓度传感器的信号输出端与AD转换电路的输入端电连接，AD转换电路的输出端与DSP控制电路电连接。粉尘浓度传感器检测粉尘浓度数据通过AD转换电路转换成数字信号再传递到DSP控制电路的DSP控制芯片后，在DSP芯片中进行均值和分层计算，最终得出的结果作为对输出电压的控制依据。
在本实施例中，图像信息为操作者手臂的三维空间远动轨迹。通过手臂简单的空间动作，就能对高压电源实现自动开机和停机。
在本实施例中，摄像头采用远红外摄像头。可在外界环境较暗的情况下仍能识别操作者的手臂动作。
在本实施例中，第一温度传感器检测温度大于85℃，主控制系统控制高压电源关闭。由于变压器上层油温超过85℃，变压器油劣化过快，影响变压器的运行，监测变压器油的温度保证高压电源的正常运行。
在本实施例中，第二温度传感器检测温度大于40℃，主控制系统通过控制电源主功率变换系统使高压电源的输出功率为额定功率的50％-55％。保证除尘效率的同时也对高压电源在高温环境中进行保护，防止高压电源在高温环境中仍高速运行而产生过热而损坏高压电源。
最后说明的是，以上仅对本发明具体实施例进行详细描述说明。但本发明并不限制于以上描述具体实施例。本领域的技术人员对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都涵盖在本发明范围内。
Claims (8)
1.一种高压电源智能控制系统，包括高压电源、用于对所述高压电源进行控制的控制系统以及温度监控系统，其特征在于：
所述控制系统包括输出电压控制系统和对所述高压电源进行自动开关的开关系统，所述输出电压控制系统包括电源主功率变换系统、传感收集与处理系统以及主控制系统，所述主控制系统通过驱动电路与电源主功率变换系统相连，所述传感收集与处理系统与所述主控制系统相连；
所述开关系统包括采集操作者手臂动作的摄像头、图像存储器以及图像处理器，所述摄像头设置在所述高压电源上，所述摄像头的输出端与所述图像传感器的第一输入端电连接，所述图像存储器存储操作者指示所述高压电源打开和关闭标准图像信息；所述图像存储器的输出端与所述图像传感器的第二输入端电连接，所述图像传感器的输出端通过所述主控制系统电连接与所述高压电源的供电开关电连接；
所述温度监控系统包括用于监测高压电源的第一温度传感器和测量外界环境的第二温度传感器，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器均与所述主控制系统电连接。
2.根据权利要求1所述的一种高压电源智能控制系统，其特征在于：
所述主控制系统包括DSP控制电路、取样电路以及运算调节器；所述DSP控制电路采用DSP芯片TMS320F2812，所述取样电路与所述运算调节器电连接，所述运算调节器与所述DSP控制电路电连接；所述取样电路包括电压互感器和电流互感器，所述电压互感器、电流互感器分别采集所述高压电源的输出电压、输出电流。
3.根据权利要求2所述的一种高压电源智能控制系统，其特征在于：
所述电源主功率变换系统包括整流滤波电路、主变换电路、高频高压整流滤波电路和输出电路；所述主变换电路包括全桥式高频逆变电路和开关变压器；所述输出电路与所述取样电路电连接；
所述整流滤波电路、所述全桥式高频逆变电路、所述开关变压器、所述高频高压整流滤波电路、所述输出电路依次电连接；所述DSP控制电路通过驱动电路对所述全桥式高频逆变电路的功率管IGBT进行导通关断控制。
4.根据权利要求2所述的一种高压电源智能控制系统，其特征在于：
所述传感收集与处理系统包括激光散射式粉尘浓度传感器和AD转换电路，所述激光散射式粉尘浓度传感器设置在静电除尘装置的进风口和出风口，所述激光散射式粉尘浓度传感器的信号输出端与所述AD转换电路的输入端电连接，所述AD转换电路的输出端与所述DSP控制电路电连接。
5.根据权利要求1所述的一种高压电源智能控制系统，其特征在于：
所述图像信息为操作者手臂的三维空间远动轨迹。
6.根据权利要求1所述的一种高压电源智能控制系统，其特征在于：
所述摄像头采用远红外摄像头。
7.根据权利要求1所述的一种高压电源智能控制系统，其特征在于：
所述第一温度传感器检测温度大于85℃，所述主控制系统控制所述高压电源关闭。
8.根据权利要求1所述的一种高压电源智能控制系统，其特征在于：
所述第二温度传感器检测温度大于40℃，所述主控制系统通过控制所述电源主功率变换系统使所述高压电源的输出功率为额定功率的50％-55％。
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