CN112104254A - 一种静电除尘器用高压脉冲电源 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种静电除尘器用高压脉冲电源，其为静电除尘负载本体供电，其通过三相电源调压、升压、整流后对电容充电，通过电容与变压器初级产生谐振，同时在电子开关IGBT的控制下静电除尘器用高压脉冲电源产生高压脉冲。本发明解决了现有电源技术存在的电源峰值功率低容易导致反电晕发生的问题，提高了除尘器的峰值功率，增加了粉尘的驱进速度，消除了粉尘层发生局部反放电的现象，避免了反电晕的发生，达到了节约能源、提高除尘效率的目的，具有良好的社会和经济效益。
Description
技术领域
本发明属于电源技术领域，具体涉及一种静电除尘器用高压脉冲电源，其适用于能源、化工领域的静电除尘器。
背景技术
静电除尘器是利用本体中施加的强电场使气体发生电离，即产生电晕放电，进而使粉尘粒子荷电，并在电场力的作用下，将粉尘粒子从气体中分离出来并加以捕集的除尘装置。静电除尘器的除尘效率取决于粉尘的驱动速度，而粉尘的驱进速度与电晕峰值功率成正比，由此可见，要提高除尘效率应尽可能提高除尘器的电晕峰值功率。静电除尘器中的荷电粉尘到达集尘极后形成粉尘层，该层在高比阻粉尘的环境中，其所带电荷不易释放，这样在集尘极粉尘层面上就形成一个残余的负离子层，造成电晕区电离减弱，电晕功率减小，空间负离子减少，使粉尘荷电减小，造成除尘效率降低。
随着集尘极表面粉尘厚度的增加，由于残余电荷分布的不均匀性，在粉尘层发生局部反放电，这种现象称为反电晕。反电晕发生时会形成大量的正离子，会复合掉电晕区外大量的负离子，使该区负场强减少，使粉尘荷电能力减弱；同时使原电晕区的电离加强，因此电晕电流增大，并使电极之间的击穿电压大大降低。带来的直接结果就是除尘效率更加降低。
为了提高静电除尘器的除尘效率，需要尽量提高静电除尘器的除尘峰值功率，利于提高粉尘的驱进速度，消除粉尘层发生的局部反放电，避免反电晕的发生。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种静电除尘器用高压脉冲电源，其能够提高静电除尘器的输出峰值功率、增加粉尘的驱进速度、克服静电除尘器在除尘过程中发生的反电晕现象、提高电源除尘效率。
依据本发明的技术方案，提供一种静电除尘器用高压脉冲电源，其为静电除尘负载本体供电；所述的静电除尘器用高压脉冲电源通过三相电源调压、升压、整流后对电容充电，通过电容与变压器初级产生谐振，同时在电子开关IGBT的控制下静电除尘器用高压脉冲电源产生高压脉冲。
进一步地，静电除尘器用高压脉冲电源包括全控整流桥DB1、振荡电容C1、振荡电容C2、平波电感L1、平波电感L2、电子开关IGBT1、电子开关IGBT2和高压脉冲变压器T，振荡电容C1、高压脉冲变压器T初级上端绕组和电子开关IGBT1形成第一组串联谐振电路，振荡电容C2、高压脉冲变压器T初级下端绕组和电子开关IGBT2形成第二组串联谐振电路，第一组串联谐振电路与平波电感L1输入端串联，第二组串联谐振电路与平波电感L2输入端串联，然后并联于全控整流桥DB1的输出端。
其中，电子开关IGBT1和一个二极管D反并联。电子开关IGBT2和另一个二极管D反并联。电子开关IGBT1和电子开关IGBT2的开关频率相位相差180度。
进一步地，当电子开关IGBT门极上有触发脉冲时振荡电路发生振荡，振荡电路产生振荡电流与电压，当振荡电流过零时电子开关IGBT关断，本次振荡结束；等待下次电子开关IGBT触发脉冲的到来，如此循环在后级形成静电除尘器用高压脉冲电源高压脉冲。
本发明采用脉冲供电可以先于反电晕产生时刻控制静电除尘器的供电，通过控制供电的时间和频率既可达到抑制反电晕的目的；采用高电压大功率的IGBT开关器件，提高脉冲输出峰值功率，进而提高电源除尘效率；控制脉冲宽度还能够在易燃易爆环境中做到无闪络安全运行。
本发明的静电除尘器用高压脉冲电源主要产生较高峰值功率的脉冲，通过采用大功率IGBT器件，在有效降低器件的开关损耗和饱和压降的同时，大大提升峰值功率，同时电路控制产生一定宽度和频率的脉冲高压。
相比较于现有高压脉冲电源，本发明提高了静电除尘器的输出峰值功率，增加了粉尘的驱进速度；克服静电除尘器在除尘过程中发生的反电晕现象，节约能耗，提高了除尘器的除尘效果。
附图说明
图1为依据本发明的静电除尘器用高压脉冲电源的电路示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施范例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
本发明提供一种静电除尘器用高压脉冲电源，其通过三相电源调压、升压、整流后对电容充电，通过电容与变压器初级的谐振，同时在IGBT的控制下产生高压脉冲。本发明的静电除尘器用高压脉冲电源解决了现有电源技术存在的电源峰值功率低容易导致反电晕发生的问题。本发明提高了除尘器的峰值功率，增加了粉尘的驱进速度，消除了粉尘层发生局部反放电的现象，避免了反电晕的发生，达到了节约能源、提高除尘效率的目的，具有良好的社会和经济效益。
如图1所示的静电除尘器用高压脉冲电源，其包括全控整流桥DB1、振荡电容C1、振荡电容C2、平波电感L1、平波电感L2、电子开关IGBT1、电子开关IGBT2和高压脉冲变压器T；
全控整流桥DB1用于将交流电整流，为后续电容充电提供直流能量；振荡电容C1用于存储能量同时为谐振提供能量；振荡电容C2用于在C1储能时为谐振提供能量，在C1为谐振提供能量时存储能量，C1、C2协同工作提升电源的利用率；平波电感L1、L2用于限制为电容充电的电流，防止浪涌电流的出现；电子开关IGBT1用于在C1储能后，触发谐振电路，进而与变压器T的初级上端绕组谐振；电子开关IGBT2用于在C2储能后，触发谐振电路，进而与变压器T的初级下端绕组谐振；高压脉冲变压器T用于提升谐振电压，进而为负载供电。
进一步地，高压脉冲变压器T连接全控整流桥DB2，全控整流桥DB2用于将变压器提升的谐振电压整流得到高压直流，其全控整流桥DB2连接HV端，另一端接地，进而为负载提供能量。
本发明的静电除尘器用高压脉冲电源具体为静电除尘器用FM-6高压脉冲电源，其脉冲电源的实施方法如下：将三相电送入全控整流桥DB1，整流后的直流电经平波电感L1为振荡电容C1充电，通过控制电子开关IGBT1的开关频率来实现振荡电容C1和高压脉冲变压器T的初级上端绕组的谐振，实现脉冲的发生频率；同样的整流后的直流电经平波电感L2为振荡电容C2充电，通过控制电子开关IGBT2的开关频率来实现振荡电容C2和高压脉冲变压器T的初级下端绕组的谐振。
本发明的电子开关IGBT1和电子开关IGBT2分别和一个二极管D反并联组成，当IGBT门极上有触发脉冲时振荡电路发生振荡，产生振荡电流与电压，当振荡电流过零时，IGBT关断，本次振荡结束，等待下次IGBT触发脉冲的到来，如此循环在后级形成高压脉冲。本发明的两组谐振电路，再通过控制电子开关IGBT1、IGBT2开关频率相位相差180度，实现产生脉冲频率的相位差，进而提升脉冲电源的频率和功率。
本发明的IGBT频率可以实现高压脉冲的频率在5—800HZ之间随意调整，适应各种工况利于除尘效率达到最高。本发明解决了现有电源技术存在的电源峰值功率低容易导致反电晕发生的问题，提高了除尘器的峰值功率，增加了粉尘的驱进速度，消除了粉尘层发生局部反放电的现象，避免了反电晕的发生，达到了节约能源、提高除尘效率的目的，具有良好的社会和经济效益。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种静电除尘器用高压脉冲电源，其为静电除尘负载本体供电；其特征在于：所述的静电除尘器用高压脉冲电源通过三相电源调压、升压、整流后对电容充电，通过电容与变压器初级产生谐振，同时在电子开关IGBT的控制下静电除尘器用高压脉冲电源产生高压脉冲。
2.根据权利要求1所述的一种静电除尘器用高压脉冲电源，其特征在于：其包括全控整流桥DB1、振荡电容C1、振荡电容C2、平波电感L1、平波电感L2、电子开关IGBT1、电子开关IGBT2和高压脉冲变压器T，振荡电容C1、高压脉冲变压器T初级上端绕组和电子开关IGBT1形成第一组串联谐振电路，振荡电容C2、高压脉冲变压器T初级下端绕组和电子开关IGBT2形成第二组串联谐振电路，第一组串联谐振电路与平波电感L1输入端串联，第二组串联谐振电路与平波电感L2输入端串联，然后并联于全控整流桥DB1的输出端。
3.根据权利要求2所述的一种静电除尘器用高压脉冲电源，其特征在于：电子开关IGBT1和一个二极管D反并联。
4.根据权利要求2或3所述的一种静电除尘器用高压脉冲电源，其特征在于：电子开关IGBT2和另一个二极管D反并联。
5.根据权利要求4所述的一种静电除尘器用高压脉冲电源，其特征在于：电子开关IGBT1和电子开关IGBT2的开关频率相位相差180度。
6.根据权利要求5所述的一种静电除尘器用高压脉冲电源，其特征在于：当电子开关IGBT门极上有触发脉冲时振荡电路发生振荡，振荡电路产生振荡电流与电压，当振荡电流过零时电子开关IGBT关断，本次振荡结束；等待下次电子开关IGBT触发脉冲的到来，如此循环在后级形成静电除尘器用高压脉冲电源高压脉冲。
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|---|---|---|---|---|
| CN113078832A (zh) * | 2021-04-07 | 2021-07-06 | 上海空间电源研究所 | 速调管用高压脉冲调制电源、速调管系统 |
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- 2020-09-08 CN CN202010934963.4A patent/CN112104254A/zh active Pending
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