CN206389285U - 一种电除尘用变频电源控制柜 - Google Patents

Abstract

本申请提供的一种电除尘用变频电源控制柜，位于电除尘器的控制室，包括：壳体、主回路、变换器回路、控制回路、冷却风机、隔板和门板，由于所述电除尘用变频电源控制柜安装在控制室内，相对于高频电源的电源控制柜，本申请提供的电除尘用变频电源控制柜防护等级要求较低，能够减小防护成本；由于本申请提供的电除尘用变频电源控制柜内部的主回路中包括整流桥，且还包括变换器回路等结构，能够实现输出频率可调，相对于单相工频电源和三相工频电源的电源控制柜，能够实现与电除尘器电场阻抗的最佳匹配。

Description

一种电除尘用变频电源控制柜

技术领域

本实用新型涉及供电设备技术领域，特别涉及一种电除尘用变频电源控制柜。

背景技术

现有电除尘器用高压电源分为控制柜和整流变压器一体式和分体式两种，一体式设备：将控制柜和整流变压器一体化布置于电除尘器的顶部；分体式设备将控制柜布置于控制室内，整流变压器布置于电除尘器的顶部。

高频电源为一体式，设备输出频率20kHz～50kHz，纯直流供电输出纹波小，间歇供电间歇比任意可调，工况适应性强、除尘效率高，但因在户外使用，设备防护等级要求高，设备必须适应各种恶劣环境。

单相工频电源和三相工频电源为分体式，控制柜布置于控制室，防护等级要求低。单相工频电源设备输出频率仅100Hz，输出纹波大，工况适应性差；三相工频电源设备输出频率300Hz，输出纹波较小，但由于设备固有电路原因，闪络冲击大。同时单相工频电源和三相工频电源输出频率固定，无法实现与电除尘器电场阻抗的动态最佳匹配，工况适应性较差。

因此，如何提供一种电除尘用变频电源控制柜，与整流变压器结构为分体式，输出频率较高，输出纹波小，输出频率可调，能够实现与电除尘器电场阻抗的最佳匹配，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种电除尘用变频电源控制柜，以解决现有技术中一体式电源控制柜设备防护等级要求高，且分体式电源无法实现与电除尘器电场阻抗的最佳匹配的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种电除尘用变频电源控制柜，安装于电除尘器的控制室内，所述电除尘用变频电源控制柜包括：

壳体(4)、主回路、变换器回路、控制回路、冷却风机(11)、隔板(5)和门板；

所述门板与所述壳体(4)形成密封腔；

所述密封腔依次包括第一壳体段(1)、第二壳体段(2)和第三壳体段(3)，所述第一壳体段(1)位于所述第二壳体段(2)的顶部；

所述隔板(5)贯穿所述第一壳体段(1)和所述第二壳体段(2)；

主回路位于所述第一壳体段(1)的所述隔板(5)上，用于连接电网，并将所述电网上的交流电整流转换为直流电；

变换器回路位于所述第二壳体段(2)的所述隔板(5)上，所述变换器回路与所述主回路相连，用于对所述直流电进行逆变换，并输出频率50Hz～500Hz可调的交流电；

所述控制回路位于所述壳体(4)内部，用于控制所述变换器回路输出不同频率的交流电；

所述冷却风机(11)位于第三壳体段(3)，用于对所述变换器回路和所述主回路进行散热。

优选地，所述第一壳体段(1)位于所述第二壳体段(2)的顶部。

优选地，所述主回路包括断路器(7)和整流桥(6)，所述断路器(7)的一端与电网连接，另一端与所述整流桥(6)连接，所述整流桥(6)的输出端与所述变换器回路连接。

优选地，所述电除尘用变频电源控制柜还包括整流桥散热器(60)，所述整流桥散热器(60)用于安装所述整流桥(6)，对所述整流桥(6)散热。

优选地，所述主回路还包括接触器(12)；

所述接触器(12)的一端连接所述断路器(7)，另一端连接所述整流桥。

优选地，所述主回路还包括电抗器(13)，所述电抗器(13)的一端连接所述整流桥的正极输出端，另一端连接变换器回路的正极输入端，用于对所述整流桥正极的输出电流进行滤波。

优选地，所述变换器回路包括电容(9)、叠层母排(10)和IGBT器件(8)；

所述电容(9)的两端分别连接所述整流桥的正负极输出端，所述电容(9)横穿所述隔板(5)，并与所述隔板(5)通过橡胶垫密封相连；

所述IGBT器件(8)与所述电容(9)通过所述叠层母排(10)相连，所述IGBT器件用于输出频率50Hz～500Hz可调的交流电。

优选地，所述电除尘用变频电源控制柜还包括IGBT散热器(80)，所述IGBT散热器(80)用于安装所述IGBT器件(8)，对所述IGBT器件(8)散热。

优选地，所述IGBT散热器(80)安装在所述隔板(5)上。

优选地，所述电除尘用变频电源控制柜还包括控制板(14)和屏蔽板(15)；

所述控制板(14)用于承载所述控制回路位于所述第二壳体段(2)内的控制回路，所述控制板(14)与所述IGBT器件(8)相对设置；

所述屏蔽板(15)位于所述控制板(14)和所述IGBT器件(8)之间，用于隔离所述控制板(14)和所述IGBT器件(8)。

经由上述的技术方案可知，本实用新型提供的电除尘用变频电源控制柜，包括：壳体、主回路、变换器回路、控制回路、冷却风机、隔板和门板，由于所述电除尘用变频电源控制柜安装在控制室内，相对于高频电源的电源控制柜，本申请的电除尘用变频电源控制柜防护等级要求较低，能够减小防护成本；由于本实用新型提供的电除尘用变频电源控制柜内部的主回路中包括整流桥，且还包括变换器回路等结构，能够实现输出频率可调，相对于单相工频电源和三相工频电源的电源控制柜，能够实现与电除尘器电场阻抗的最佳匹配。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的电除尘用变频电源控制柜的主视图；

图2为本实用新型实施例提供的电除尘用变频电源控制柜的左视图；

图3为本实用新型实施例提供的电除尘用变频电源控制柜的右视图；

图4为本实用新型实施例提供的电除尘用变频电源控制柜的屏蔽板布置示意图；

图5为本实用新型实施例提供的电除尘用变频电源控制柜的门板布置示意图。

图中：

第一壳体段1、第二壳体段2、第三壳体段3、壳体4、隔板5、整流桥6、整流桥散热器60、断路器7、IGBT器件8、IGBT散热器80、电容9、叠层母排10、冷却风机11、接触器12、电抗器13、控制板14、屏蔽板15、仪表161，微终端162、按钮163和指示灯164。

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，都属于本实用新型保护的范围。

现有技术中高频电源控制柜中包括主回路、变换器回路和控制回路等结构，但由于其控制过程中涉及谐振逆变过程，由于其谐振过程容易受外界影响，因此，无法实现分体结构。而单相工频电源和三相工频电源控制柜，虽然是分体式结构，但其仅包括主回路和控制回路，主回路中仅包括断路器和可控硅，通过控制可控硅的导通角实现电压输出，但其频率无法调节，从而无法实现与电除尘器电场阻抗的动态最佳匹配，工况适应性较差。

基于此，本实用新型提供一种电除尘用变频电源控制柜，请参见图1至图3，图1为本实用新型实施例提供的电除尘用变频电源控制柜的主视图；图2为本实用新型实施例提供的电除尘用变频电源控制柜的左视图；图3为本实用新型实施例提供的电除尘用变频电源控制柜的右视图。

电除尘用变频电源控制柜包括：壳体4、主回路、变换器回路、控制回路、冷却风机11、隔板5和门板；门板与壳体4形成密封腔；密封腔依次包括第一壳体段1、第二壳体段2和第三壳体段3；隔板5贯穿第一壳体段1和第二壳体段2；主回路位于第一壳体段1的隔板5上，用于连接电网，并将电网上的交流电整流转换为直流电；变换器回路位于第二壳体段2的隔板5上，变换器回路与主回路相连，用于对直流电进行逆变换，并输出频率50Hz～500Hz可调的交流电；控制回路位于壳体4内部，用于控制变换器回路输出不同频率的交流电；冷却风机11位于第三壳体段3，用于对变换器回路和主回路进行散热。

需要说明的是，本实施例中提供的电除尘用变频电源控制柜位于控制室内，电除尘用变频电源控制柜的输出端通过电缆与电除尘器顶部的整流变压器相连。门板与壳体形成密封腔；密封腔依次包括第一壳体段1、第二壳体段2和第三壳体段3；第一壳体段位于电除尘电源控制柜的顶端，第一壳体段1位于第二壳体段2的顶部，而第一壳体段1、第二壳体段2和第三壳体段3依次设置，则此时第三壳体段3位于最下方，即第一壳体段1、第二壳体段2和第三壳体段3在控制室内，从上到下布置，所述“上”“下”为相对控制室的地面而言，以上布置能够使得主回路位于电除尘用变频电源控制柜的顶端，方便电源进线；变换器回路位于中间部分，方便电源出线。冷却风机11位于第三壳体段3，即位于电除尘用变频电源控制柜的底端，用于对位于中间部分的变换器回路和位于顶端的主回路进行散热，冷却风机11的吹风方向为由下向上，依次对发热量较大的变换器回路和发热量较小的主回路进行散热，将变换器回路和主回路的热量吹至风道，进而传输至电除尘用变频电源控制柜的外部，带走电除尘用变频电源控制柜内部的大量热量，实现较好的冷却效果。

本实施例中主回路主要包括断路器7和整流桥6，断路器7的一端与电网连接，另一端与整流桥6连接，整流桥6的输出端与变换器回路连接。需要说明的是，整流桥的输出端包括正负极两个输出端，对应的变换器回路也包括正负极两个输入端。整流桥的正极输出端与变换器回路的正极输入端相连，整流桥的负极输出端与变换器回路的负极输入端相连。

为增加整流桥的散热面积，电除尘用变频电源控制柜还可以包括整流桥散热器60，整流桥散热器60用于安装整流桥6，对整流桥6散热。整流桥通过整流桥散热器安装在隔板5上。

本实施例中主回路还可以包括接触器12，接触器12的一端连接断路器7，另一端连接整流桥。通过控制接触器12线圈的得电和断电能够控制主回路的接通和断开。

进一步地，主回路还可以包括电抗器13，电抗器13的一端连接整流桥的正极输出端，另一端连接变换器回路的正极输入端，用于对整流桥正极的输出的电流进行滤波。电抗器13可阻止电流发生突变，能够起到滤波的作用。

变换器回路包括电容9、叠层母排10和IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)器件8；电容9的两端分别连接整流桥的正负极输出端，电容9横穿隔板5，并与隔板5通过橡胶垫密封相连；IGBT器件8与电容9通过叠层母排10相连，IGBT器件用于输出频率50Hz～500Hz可调的交流电。

为增加IGBT器件的散热面积，电除尘用变频电源控制柜还包括IGBT散热器80，IGBT散热器80用于安装IGBT器件8，对IGBT器件8散热，IGBT器件8通过IGBT散热器80安装在隔板5上。

变换器回路还设置有电源出线端，能够在控制回路的控制下，输出频率可调的频率范围为50Hz～500Hz的电压。

本实施例中采用隔板5将电除尘器电源控制分割为前后两个腔，隔板5上可安装整流器散热器、IGBT散热器、电容等部件，从而充分利用空间，同时隔板与控制柜壳体组成风道，使冷却风机的风量集中吹向IGBT散热器、整流桥散热器、电抗器等部件，进而带走变换器回路和主回路中的热量。

如图4所示，电除尘用变频电源控制柜还包括控制板14和屏蔽板15。其中控制板14用于承载控制回路位于第二壳体段2内的控制回路，即将控制回路中的部分控制元件制作在控制板中，集中设置。控制板14与IGBT器件8相对设置，控制板14上的控制回路能够实现变换器回路的输出频率在50Hz～500Hz范围内可调，驱动和保护IGBT器件，进而保证该电除尘用变频电源安全可靠的工作。

屏蔽板15位于控制板14和IGBT器件8之间，用于隔离控制板14和IGBT器件8。由于IGBT器件的频繁开关，产生干扰信号，为避免所述干扰信号对控制回路产生影响，增加屏蔽板15，屏蔽板15能够提高电除尘用变频电源控制柜的抗干扰能力。

如图5所示，为电除尘用变频电源控制柜的门板布置示意图；门板可设置仪表161，微终端162、按钮163和指示灯164等。微终端162包括显示屏，门板的仪表161包括电压表、电流表和其他仪表，可对该电除尘用变频电源控制柜进行操作和控制。当然，本实用新型对门板上具体设置的仪表不作具体地限定。

本实施例提供的电除尘用变频电源控制柜，工作过程如下：

电网提供的三相交流电通过第一壳体段1中的断路器7进入主回路，通过整流桥进行整流，转换为直流，经过变换器回路，输出频率为50Hz～500Hz范围可调的交流电流，然后通过电缆连接至电除尘器顶部的整流变压器，整流变压器对50Hz～500Hz范围的交流电进行升压、整流，输出直流负高压，为电除尘器提供电源，整流变压器输出频率范围为100Hz～1000Hz，且输出频率可调，从而能够实现与电除尘器电场阻抗的最佳匹配。

本实施例提供一种电除尘用变频电源控制柜，安装在控制室内，从而其防护等级要求相对于安装在电除尘器顶部的一体式电源控制柜的防护等级要求更低。与现有分体式单相工频电源和三相工频电源相比，由于主回路中包括断路器和整流器，能够配合变换器回路实现输出频率可调节，从而实现与电除尘器电场阻抗的最佳匹配。

由于高频电源内采用的是谐振逆变过程，对防护等级要求较高，且需要与整流变压器一体设置，无法将电源控制柜设置在控制室内。

而本实施例中电除尘用变频电源控制柜内部各回路中的元器件布置合理，进出线设置合理，在电除尘用变频电源控制柜内形成风道，并在第三壳体段还包括冷却风机，冷却风机能够对变换器回路和主回路进行散热，其冷却效果好。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种电除尘用变频电源控制柜，其特征在于，安装于电除尘器的控制室内，所述电除尘用变频电源控制柜包括：

壳体(4)、主回路、变换器回路、控制回路、冷却风机(11)、隔板(5)和门板；

所述门板与所述壳体(4)形成密封腔；

所述密封腔依次包括第一壳体段(1)、第二壳体段(2)和第三壳体段(3)，所述第一壳体段(1)位于所述第二壳体段(2)的顶部；

所述隔板(5)贯穿所述第一壳体段(1)和所述第二壳体段(2)；

所述主回路位于所述第一壳体段(1)的所述隔板(5)上，用于连接电网，并将所述电网上的交流电整流转换为直流电；

所述变换器回路位于所述第二壳体段(2)的所述隔板(5)上，所述变换器回路与所述主回路相连，用于对所述直流电进行逆变换，并输出频率50Hz～500Hz可调的交流电；

所述控制回路位于所述壳体(4)内部，用于控制所述变换器回路输出不同频率的交流电；

所述冷却风机(11)位于第三壳体段(3)，用于对所述变换器回路和所述主回路进行散热。

2.根据权利要求1所述的电除尘用变频电源控制柜，其特征在于，所述主回路包括断路器(7)和整流桥(6)，所述断路器(7)的一端与电网连接，另一端与所述整流桥(6)连接，所述整流桥(6)的输出端与所述变换器回路连接。

3.根据权利要求2所述的电除尘用变频电源控制柜，其特征在于，还包括整流桥散热器(60)，所述整流桥散热器(60)用于安装所述整流桥(6)，对所述整流桥(6)散热。

4.根据权利要求3所述的电除尘用变频电源控制柜，其特征在于，所述主回路还包括接触器(12)；

所述接触器(12)的一端连接所述断路器(7)，另一端连接所述整流桥。

5.根据权利要求3所述的电除尘用变频电源控制柜，其特征在于，所述主回路还包括电抗器(13)，所述电抗器(13)的一端连接所述整流桥的正极输出端，另一端连接变换器回路的正极输入端，用于对所述整流桥正极的输出电流进行滤波。

6.根据权利要求2所述的电除尘用变频电源控制柜，其特征在于，所述变换器回路包括电容(9)、叠层母排(10)和IGBT器件(8)；

所述电容(9)的两端分别连接所述整流桥的正负极输出端，所述电容(9)横穿所述隔板(5)，并与所述隔板(5)通过橡胶垫密封相连；

所述IGBT器件(8)与所述电容(9)通过所述叠层母排(10)相连，所述IGBT器件用于输出频率50Hz～500Hz可调的交流电。

7.根据权利要求6所述的电除尘用变频电源控制柜，其特征在于，还包括IGBT散热器(80)，所述IGBT散热器(80)用于安装所述IGBT器件(8)，对所述IGBT器件(8)散热。

8.根据权利要求7所述的电除尘用变频电源控制柜，其特征在于，所述IGBT散热器(80)安装在所述隔板(5)上。

9.根据权利要求6所述的电除尘用变频电源控制柜，其特征在于，还包括控制板(14)和屏蔽板(15)；

所述控制板(14)用于承载所述控制回路位于所述第二壳体段(2)内的控制回路，所述控制板(14)与所述IGBT器件(8)相对设置；

所述屏蔽板(15)位于所述控制板(14)和所述IGBT器件(8)之间，用于隔离所述控制板(14)和所述IGBT器件(8)。