CN203504420U - 一种高频高压静电除尘电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种高频高压静电除尘电源，解决了现有技术中除尘效果差、成本高、能耗大的问题，包括：三相工频电源、整流部分、逆变部分、变压器和高压整流部分，整流部分包括SCR整流器和滤波电容，SCR整流器将交流电整流为直流电并经过滤波电容输出，整流部分与逆变部分连接，逆变部分包括两路连接的SCR逆变器。本实用新型省掉了集总式串联谐振的电感器和电容器，把有害的高频分布参数变成了高频逆变工作参数，稳定且可靠，从而解决了IGBT失效率过高的难题，并大大提高了高频高压逆变的可靠性。

Description

一种高频高压静电除尘电源

技术领域

本实用新型涉及一种电源，特别是指一种高频高压静电除尘电源。

背景技术

电源是实现电能变换和功率传递的主要设备，是一种技术含量高、知识面宽、更新换代快的产品，此产品现今已广泛应用到能源、信息、化工、机械等领域。在当前信息时代，上述各行各业都在迅猛异常地发展，发展的同时又对电源产业提出了更多更高的要求，如节能、节电、节材、缩体、减重、防止污染、改善环境、可靠、安全等。这就迫使电源工作者在电源研发过程中不断探索，寻求各种相关技术，做出合格电源产品，以满足各行各业的要求。

当代的静电除尘领域里，被称为第一种静电除尘电源-传统工频式电源，随着最佳电火花率除尘理论的倾覆，已经逐渐走向了退出历史舞台之路。而在“节电理论”因导之下，新近兴起的被称为第二种静电除尘电源—传统IGBT式高频电源，除尘效果显著提高，节电效果也很显著，但是存在轻载时逆变主开关器件IGBT失效率很高，以及空载时IGBT失效率更高的问题，这成为限制高频电源发展应用的一道国内外公认的瓶颈性科技难题。

实用新型内容

本实用新型提出一种高频高压静电除尘电源，解决了现有技术中除尘效果差、成本高、能耗大的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种高频高压静电除尘电源，包括：三相工频电源、整流部分、逆变部分、变压器和高压整流部分，整流部分包括SCR整流器和滤波电容，SCR整流器将交流电整流为直流电并经过滤波电容输出，整流部分与逆变部分连接，逆变部分包括两路连接的SCR逆变器。

优选的，三相工频电源的电压为380V，频率为50Hz。

优选的，变压器包括磁芯，磁芯为软磁材料铁氧体磁芯。

优选的，高压整流部分包括并行连接的两路二极管电路和一路电容电路。

优选的，还包括瞬时遮断环节。

本实用新型省掉了集总式串联谐振的电感器和电容器，从而把有害的高频分布参数，变成了高频逆变工作参数，稳定且可靠，从而解决了IGBT失效率过高的难题，并大大提高了高频高压逆变的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型电路原理图。

图中：

1、三相工频电源；2、整流部分；3、逆变部分；4、变压器；5、高压整流部分；6、控制器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1所示，本实用新型包括三相工频电源1、整流部分2、逆变部分3、变压器4、高压整流部分5和控制器6，整流部分2包括SCR整流器和滤波电容，SCR整流器能把三相工频电源1整流成直流电，整流后的直流电再经过滤波电容滤波后输出，整流部分2连接有能将直流逆变成高频方波的逆变部分3，逆变部分3为两相全桥逆变器，优选的，逆变器为SCR逆变器，本实用新型还包括可以为负载提供一个直流电压的变压器4和由高压整流桥组成的高压整流部分5，变压器4用于将交流电升压后为负载供电，这里所述的负载为静电除尘器。控制器6包括频率转换单元，可以根据变压器的类型选择工作频率范围。

本实用新型充分利用变压器本身的参数，实现电能的高频化，它通过对电能的整流—逆变—整流的处理后，输出稳定的直流高压，具体而言，用于三相整流的整流部分2可在市场上选购，也可购买SCR整流器、控制芯片和驱动模块设计制造，直流滤波电容要选得足够大，SCR逆变器为现有技术，可在电子市场购买，变压器4输出后的高压整流部分5包括四个高频高压二极管和一个电容C0组成，最后输出到负载除尘器（未示出），优选的，变压器4的磁芯可采用软磁材料铁氧体，并可采用导热绝缘固体材料浇筑，其中软磁材料铁氧体为现有技术。

如图2所示，由整流器SCR1和滤波电容C1和C2构成的整流部分2把电网E输出的工频电能整流成直流，电网E为三相工频电源，然后通过由高频全桥SCR2-1和SCR2-2逆变器构成的逆变部分3将直流逆变成高频方波，图中T1为变压器4，变压器4将高频电压升压后，通过高频高压整流桥构成的高压整流部分5整流后为负载供电，高压整流部分5包括二极管D0-D3和电容C0，由于静电除尘器负载的状态随时变动，即其等效电阻不断在变化，为了稳定而安全地为除尘器供电，控制器6对信号进行分析处理，采取相应的控制策略，控制前端的整流环节和逆变环节，实时地对电压起快速的调节作用。

将三相工频交流电输入整流部分2，将三向工频电源1整流为直流，将直流电经过滤波电容滤波，滤波后的直流电输入逆变部分4中，控制器6可根据变压器4的类型设置可选择的工作频率范围，本实用新型通过电网E送电到以可控硅整流器SCR1为控制开关器件的整流部分，电网E输出的三相工频电源1，其电压为380V，频率为50HZ，然后再送到以可控硅整流器SCR2-1、SCR2-2为主开关器件的逆变部分3，电源系统的主电路呈SCR-SCR结构形式。

逆变部分3设有主回路SCR逆变颠覆时的瞬时遮断环节，SCR是一种不能自然关断的器件，任何一个有效的非同步性触发干扰或非同步性主回路干扰，都可能导致SCR逆变颠覆，尤其是它所面对的静电除尘器是一个极其恶劣的负载条件，其随时随地都可能发生高压放电、高压短路、高压开路或高压轻载，其极易诱发SCR逆变颠覆，本实用新型的SCR逆变颠覆遮断环节，是有效的和可靠的，其有效遮断时间只有100μs，且正常逆变时并不消耗电能。有效的克服了上述问题，成功地把传统的硅可控整流器件即SCR作为静电除尘高频逆变电源的主开关器件，且能够稳定地逆变到8kHz-15kHz的频率上。

其工作过程为：SCR逆变颠覆时，它通过电流取样环节IP，从SCR2-2获得SCR逆变颠覆信号，使遮断环节遮断逆变颠覆的SCR2-1、SCR2-2，遮断环节在正常逆变过程中不消耗电功率，而SCR逆变颠覆时，它通过电流取样环节，从SCR高频逆变器获得SCR逆变颠覆信号，使遮断环节遮断逆变颠覆的SCR2-1、SCR2-2开关器件，其遮断速度可达100us。SCR高频逆变器的主回路，采用纯分布参数式高频逆变，即高频逆变主回路中没有传统的集总参数式的谐振电感器、电容器。同时其逆变频率为8kHz～15kHz。SCR系统控制器，该电源系统具有V-MOS式或IGBT式的全部控制特性，整机满足静电除尘对高压电源的特殊要求。

本实用新型完全省掉了集总式串联谐振的电感器和电容器，从而把有害的高频分布参数，变成了高频逆变工作参数，稳定且可靠。采用常见的可控硅整流器件SCR，来替代常见的高频逆变系统的主开关器件IGBT，从而解决了IGBT失效率过高的难题，基于SCR-SCR式结构的大功率高频高压静电除尘电源，是专门用于静电除尘系统的直流电源，其用于静电除尘系统时，节电多（80%以上），可靠性高，符合静电除尘领域的可持续发展方向，其采用的SCR-SCR式高频高压逆变方法，结构简单、有效，并大大提高了高频高压逆变的可靠性；采用的高压电压U0、高压电流I0双闭环控制系统，使高压电源系统形成矩形负载特性，并实现对粉尘浓度的自动跟踪控制等。

本产品将在我国大气污染、节约电能、节约材料方面，起到非常大的推动作用。

1、节材：以80平方米除尘器为例，由于采用本实用新型中的高频高压静电除尘电源，每台除尘器实际比原来节约钢材60吨，仅此一项可降低材料费21万元，另外由此节约安装费约20万元，两项之和为41万元。

2、节能：以首钢80平方米除尘器为例，由于采用本实用新型中的高频高压静电除尘电源电源，经实测电耗功率为4.95KW，根据实际测量节电率为90%，与同厂同时运行的工频电除尘器相比较，实测节电38.5KW，每台每年节约电费开支13.86万元。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高频高压静电除尘电源，其特征在于，包括：三相工频电源、整流部分、逆变部分、变压器和高压整流部分，所述整流部分包括SCR整流器和滤波电容，所述SCR整流器将所述三相工频电源输出的交流电整流为直流电并经过所述滤波电容输出，所述整流部分与所述逆变部分连接，所述逆变部分包括两路连接的SCR逆变器。

2.根据权利要求1所述的一种高频高压静电除尘电源，其特征在于，所述三相工频电源的电压为380V，频率为50Hz。

3.根据权利要求1所述的一种高频高压静电除尘电源，其特征在于，所述变压器包括磁芯，所述磁芯为软磁材料铁氧体磁芯。

4.根据权利要求1所述的一种高频高压静电除尘电源，其特征在于，所述高压整流部分包括并行连接的两路二极管电路和一路电容电路。

5.根据权利要求1所述的一种高频高压静电除尘电源，其特征在于，还包括瞬时遮断环节。

Images