CN206585479U - 恒流高压电源和电除尘器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种恒流高压电源和电除尘器。其中，该恒流高压电源包括：调压装置、恒流装置、升压装置、整流装置和控制装置，其中，调压装置，用于调节输入侧的输入电压；恒流装置，与调压装置的输出端连接，用于将调节后的输入电压转换成输入电流；升压装置，与恒流装置的输出端连接，用于将输入电流对应的电压升压；整流装置，与升压装置的输出端连接，用于对升压后的输入电流进行整合；控制装置，分别与整流装置、调压装置和恒流装置连接，接收整流装置输出端输出的反馈信号，根据反馈信号调节调压装置和恒流装置。本实用新型解决了由于单相电源存在的结构上的缺陷，带来的设备应用不便的技术问题。

Description

恒流高压电源和电除尘器

技术领域

本实用新型涉及电气技术应用领域，具体而言，涉及一种恒流高压电源和电除尘器。

背景技术

电除尘器是一种高效的空气净化设备，其原理是在电除尘器的放电极施加直流高电压电离空气生成稳定的电晕区，将空气中进入电晕区的颗粒物中荷电，并利用电场力推动粉尘颗粒物向收尘极沉积，随后由机械敲击方式将其剥落，实现了粉尘与气体分离。电除尘器已经在业领域广泛应用数十年。在此基础上，人们将粉尘沉积层剥落方式由机械敲击改为流水冲刷，诞生了湿式电除尘器。

大量实验及工业应用证明，正常情况下电除尘器内部电场强度越大(运行电压越高)，高压电源注入电除尘器的高压直流(下简称“二次电流”)越大，电除尘效果越好。为了提高电除尘器收尘效果，高压电源设备一般都将放电极施加直流高电压控制在临界击穿状态，通常在运行过程中会出现放电极与收尘极的电压击穿，专业上称之为“闪络”，在闪络过程中，二次电流会出现数倍于正常值的冲击电流。对于普通采用金属材料的电除尘器收尘极不会产生什么负面影响，而对于采用复合材料作为收尘极的湿式电除尘器则会灼伤收尘极，极端情况下甚至会点燃收尘极，出现严重事故。因此湿式电除尘器对高压电源安全要求是任何情况下不允许出现冲击电流。目前，一般采用恒流源作为湿式电除尘器的高压电源。

目前主流的电除尘电源有，单相工频电源、三相工频电源、高频电源、恒流源(单相、三相)，

其中，单相工频电源是指采用工频单相380V交流输入，利用双向可控硅移相调压技术，通过一只双向可控硅调压，经单相变压器升压并单相全桥整流输出高压直流，实现对电除尘器的供电的一种目前使用最为成熟和最多的一种电除尘器电源形式。如图1所示，图1是现有技术中单相工频电源的结构示意图。

单相恒流源是一种特殊的电除尘高压电源，单相交流电源经L-C谐振变换器(每个变换器由电感L和电容C组成一个回路网络)，将电压源转换成电流源，再经单相变压器升压并单相全桥整流输出高压直流实现对电除尘器的供电。控制部分通过调节 L-C谐振变换器中电感(L)和电容(C)的数值，调整二次电流的大小。该电源最大的特点在于当L-C谐振变换器固定后，二次电流恒定，即使是发生闪络时，也没有冲击电流。如图2所示，图2是现有技术中单相恒流源的结构示意图。

但是上述单相工频电源由于可控硅可控开，不可控关(只能过零关断)，在出现闪络时，二次电流冲击大，难以适用于采用复合材料作为收尘极的湿式电除尘器。

单相恒流源是采用调节L-C谐振变换器中电感(L)和电容(C)的数值，调整二次电流的大小，二次电流数值只能离散调节，线性度不好；电感和电容用量较多，设备体积庞大，成本较高。

针对上述现有技术中由于单相电源存在的结构上的缺陷，带来的设备应用不便的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种恒流高压电源和电除尘器，以至少解决由于单相电源存在的结构上的缺陷，带来的设备应用不便的技术问题。

根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种恒流高压电源，包括：调压装置、恒流装置、升压装置、整流装置和控制装置，其中，调压装置，用于调节输入侧的输入电压；恒流装置，与调压装置的输出端连接，用于将调节后的输入电压转换成输入电流；升压装置，与恒流装置的输出端连接，用于将输入电流对应的电压升压；整流装置，与升压装置的输出端连接，用于对升压后的输入电流进行整合；控制装置，分别与整流装置、调压装置和恒流装置连接，接收整流装置输出端输出的反馈信号，根据反馈信号调节调压装置和恒流装置。

可选的，调压装置包括：第一双向反并联可控硅，其中，第一双向反并联可控硅，用于通过调节可控硅的导通角，调节输入电压。

进一步地，可选的，恒流高压电源还包括：输入电源，与第一双向反并联可控硅的输入端连接，用于输出输入电压。

可选的，恒流装置包括：电感电容谐振变换器和第二双向反并联可控硅，其中，电感电容谐振变换器，用于将输入电压转换为输入电流；第二双向反并联可控硅，与电感电容谐振变换器的输出端连接，用于对输入电流进行二次调节。

进一步地，可选的，电感电容谐振变换器包括：第一电感、第二电感和电容，其中，第一电感，与第二电感串联；电容的一端与第一电感和第二电感的串联端连接，电容的另一端与输入电源的N线或地线连接。

可选的，第一电感与第二电感参数相同，且第一电感与第二电感为互耦电感。

可选的，升压装置包括：单相升压变压器。

可选的，整流装置包括：全桥整流电路，其中，全桥整流电路由至少四个二极管构成。

可选的，控制装置包括：信号接收模块和控制模块，其中，信号接收模块，与整流装置的输出端连接，用于接收整流装置输出的反馈信号；控制模块，分别与信号接收模块和调压装置与恒流装置连接，用于依据反馈信号控制调压装置调节输入电压，并控制恒流装置将调节后的输入电压转换为输入电流。

根据本实用新型实施例的另一方面，还提供了一种电除尘器，包括：恒流高压电源，其中，恒流高压电源包括上述一种恒流高压电源。

在本实用新型实施例中，通过调压装置、恒流装置、升压装置、整流装置和控制装置，其中，调压装置，用于调节输入侧的输入电压；恒流装置，与调压装置的输出端连接，用于将调节后的输入电压转换成输入电流；升压装置，与恒流装置的输出端连接，用于将输入电流对应的电压升压；整流装置，与升压装置的输出端连接，用于对升压后的输入电流进行整合；控制装置，分别与整流装置、调压装置和恒流装置连接，接收整流装置输出端输出的反馈信号，根据反馈信号调节调压装置和恒流装置，达到了改善单相电源结构的目的，从而实现了降低单相电源成本，提升单相电源使用效率的技术效果，进而解决了由于单相电源存在的结构上的缺陷，带来的设备应用不便的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是现有技术中单相工频电源的结构示意图；

图2是现有技术中单相恒流源的结构示意图；

图3是根据本实用新型实施例的恒流高压电源的结构示意图；

图4是根据本实用新型实施例的一种恒流高压电源的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，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的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本申请实施例涉及的技术名词：

可控硅整流器：Silicon Controlled Rectifier，简称SCR。

实施例一

根据本实用新型实施例，提供了一种恒流高压电源的装置实施例，图3是根据本实用新型实施例的恒流高压电源的结构示意图，如图3所示，该恒流高压电源包括：调压装置30、恒流装置32、升压装置34、整流装置36和控制装置38，其中，

调压装置30，用于调节输入侧的输入电压；恒流装置32，与调压装置30的输出端连接，用于将调节后的输入电压转换成输入电流；升压装置34，与恒流装置32的输出端连接，用于将输入电流对应的电压升压；整流装置36，与升压装置34的输出端连接，用于对升压后的输入电流进行整合；控制装置38，分别与整流装置36、调压装置30和恒流装置32连接，接收整流装置36输出端输出的反馈信号，根据反馈信号调节调压装置30和恒流装置32。

其中，本申请实施例提供的恒流高压电源可以适用于电除尘器，通过调压装置30、恒流装置32、升压装置34、整流装置36和控制装置38之间的连接结构，保障电除尘器的正常使用，其中，调压装置30用可控硅调压方式调节恒流装置32中电感电容L-C 谐振变换器输入侧电压，达到二次电流调节目的。其中，恒流装置32中的可控硅串联 L-C谐振变换器，将电压源转换成电流源，实现了闪络过程中二次电流不增加。并通过增加了控制装置38对闪络和拉弧检测起到了电路设备保护功能。

本实用新型实施例提供的恒流高压电源中，通过调压装置、恒流装置、升压装置、整流装置和控制装置，其中，调压装置，用于调节输入侧的输入电压；恒流装置，与调压装置的输出端连接，用于将调节后的输入电压转换成输入电流；升压装置，与恒流装置的输出端连接，用于将输入电流对应的电压升压；整流装置，与升压装置的输出端连接，用于对升压后的输入电流进行整合；控制装置，分别与整流装置、调压装置和恒流装置连接，接收整流装置输出端输出的反馈信号，根据反馈信号调节调压装置和恒流装置，达到了改善单相电源结构的目的，从而实现了降低单相电源成本，提升单相电源使用效率的技术效果，进而解决了由于单相电源存在的结构上的缺陷，带来的设备应用不便的技术问题。

具体的，如图4所示，图4是根据本实用新型实施例的一种恒流高压电源的结构示意图，本申请实施例提供的恒流高压电源具体如下：

可选的，调压装置30包括：第一双向反并联可控硅301，其中，第一双向反并联可控硅301，用于通过调节可控硅的导通角，调节输入电压。

进一步地，可选的，恒流高压电源还包括：输入电源，与第一双向反并联可控硅的输入端连接，用于输出输入电压。

可选的，恒流装置32包括：电感电容谐振变换器321和第二双向反并联可控硅322，其中，电感电容谐振变换器321，用于将输入电压转换为输入电流；第二双向反并联可控硅322，与电感电容谐振变换器321的输出端连接，用于对输入电流进行二次调节。

进一步地，可选的，电感电容谐振变换器321包括：第一电感L1、第二电感L2 和电容C，其中，第一电感L1，与第二电感L2串联；电容C的一端与第一电感L1和第二电感L2的串联端连接，电容C的另一端与输入电源的N线或地线连接。

可选的，第一电感L1与第二电感L2参数相同，且第一电感L1与第二电感L2为互耦电感。

可选的，升压装置34包括：单相升压变压器。

可选的，整流装置36包括：全桥整流电路，其中，全桥整流电路由至少四个二极管构成。

其中，在本申请实施例提供的恒流高压电源中全桥整流电路以4个二极管构成为优选实施方式，以实现本申请实施例提供的恒流高压电源为准，具体不做限定。

可选的，控制装置38包括：信号接收模块和控制模块，其中，信号接收模块，与整流装置的输出端连接，用于接收整流装置输出的反馈信号；控制模块，分别与信号接收模块和调压装置与恒流装置连接，用于依据反馈信号控制调压装置调节输入电压，并控制恒流装置将调节后的输入电压转换为输入电流。

控制装置38根据电流和电压的反馈信号，调节图4中的可控硅1(即，本申请实施例中的调压装置30中的第一双向反并联可控硅301)触发脉冲的相位角，达到调节二次电流。当二次电流小于给定值时，减小导通角，当二次电流大于给定值时，增大导通角。当检测到二次电压突降信号时，判断为闪络。停止触发可控硅1导通角同时触发可控硅2(恒流装置32中的第二双向反并联可控硅322)，持续1至3个周期后，重新打开，当检测到二次电压持续低于5kV时，判断为拉弧，停止触发可控硅1导通角同时触发可控硅2，10个周期后，停止触发可控硅2导通角同时按照程序触发可控硅1。

综上，本申请实施例提供的恒流高压电源具体如下：本申请实施例提供的恒流高压电源实现了通过可控硅调节L-C谐振变换器输入侧电压调节二次电流，又实现了闪络过程中的二次电流恒定。

其中，本申请实施例提供的恒流高压电源用可控硅调压方式调节L-C谐振变换器输入侧电压，达到二次电流调节目的。并通过串联L-C谐振变换器，将电压源转换成电流源，实现了闪络过程中二次电流不增加。同时增加了闪络和拉弧检测与保护功能。

具体的，如图4所示，可控硅调压式单相恒流源由调压装置30、恒流装置32、升压装置34、整流装置36和控制装置38构成。

调压装置30由一组双向反并联可控硅(可控硅1)组成，与输入电源的串联，通过调节可控硅的导通角，调节输入电压。

恒流装置32是一个L-C-L谐振变换器和双向反并联可控硅(可控硅2)组成。LCL 将输入电压源转换成电流源。该装置由两个电感值为L1和L2的电感和一个电容器组成。接法为互耦电感的两个电感相串联，电容器一端连接到电源N线或地线，另一端分别接在互耦电感的两个电感串联端，组成星形接法。L1＝L2，L1＝U/(6.28*I*f)，C＝ (6.28*f)2/L1，I是装置的额定电流，U是装置的额定电压，f取值为45至55。

升压装置34是一个单相升压变压器。变压器的短路阻抗15％至30％。

整流装置36是一个全桥整流电路，由四只二极管构成。

控制装置38根据电流和电压反馈信号，调节可控硅1触发脉冲的相位角，达到调节二次电流。当二次电流小于给定值时，减小导通角，当二次电流大于给定值时，增大导通角。当检测到二次电压突降信号时，判断为闪络。停止触发可控硅1导通角同时触发可控硅2，持续1至3个周期后，重新打开，当检测到二次电压持续低于5kV 时，判断为拉弧，停止触发可控硅1导通角同时触发可控硅2，10个周期后，停止触发可控硅2导通角同时按照程序触发可控硅1。

本申请实施例提供的恒流高压电源将实现了电除尘恒流源输出电流可以线性调节，且更容易实现大功率输出(设计输出功率大于100kW)，同时减小了装置的体积。该装置能有效提高采用复合材料作为收尘极的湿式电除尘器的电压和二次电流。

本申请实施例仅以上述示例为例进行说明，以实现本申请实施例提供的恒流高压电源为准，具体不做限定。

实施例二

根据本实用新型实施例的另一方面，还提供了一种电除尘器，包括：恒流高压电源，其中，恒流高压电源包括上述图3和图4中任一所示的一种恒流高压电源。

上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种恒流高压电源，其特征在于，包括：调压装置、恒流装置、升压装置、整流装置和控制装置，其中，

所述调压装置，用于调节输入侧的输入电压；

所述恒流装置，与所述调压装置的输出端连接，用于将调节后的所述输入电压转换成输入电流；

所述升压装置，与所述恒流装置的输出端连接，用于将所述输入电流对应的电压升压；

所述整流装置，与所述升压装置的输出端连接，用于对升压后的所述输入电流进行整合；

所述控制装置，分别与所述整流装置、所述调压装置和所述恒流装置连接，接收所述整流装置输出端输出的反馈信号，根据所述反馈信号调节所述调压装置和所述恒流装置。

2.根据权利要求1所述的恒流高压电源，其特征在于，所述调压装置包括：第一双向反并联可控硅，其中，所述第一双向反并联可控硅，用于通过调节可控硅的导通角，调节所述输入电压。

3.根据权利要求2所述的恒流高压电源，其特征在于，所述恒流高压电源还包括：输入电源，与所述第一双向反并联可控硅的输入端连接，用于输出所述输入电压。

4.根据权利要求1或3所述的恒流高压电源，其特征在于，所述恒流装置包括：电感电容谐振变换器和第二双向反并联可控硅，其中，

所述电感电容谐振变换器，用于将所述输入电压转换为所述输入电流；

所述第二双向反并联可控硅，与所述电感电容谐振变换器的输出端连接，用于对所述输入电流进行二次调节。

5.根据权利要求4所述的恒流高压电源，其特征在于，所述电感电容谐振变换器包括：第一电感、第二电感和电容，其中，

所述第一电感，与所述第二电感串联；

所述电容的一端与所述第一电感和所述第二电感的串联端连接，所述电容的另一端与输入电源的N线或地线连接。

6.根据权利要求5所述的恒流高压电源，其特征在于，所述第一电感与所述第二电感参数相同，且所述第一电感与所述第二电感为互耦电感。

7.根据权利要求1所述的恒流高压电源，其特征在于，所述升压装置包括：单相升压变压器。

8.根据权利要求1所述的恒流高压电源，其特征在于，所述整流装置包括：全桥整流电路，其中，所述全桥整流电路由至少四个二极管构成。

9.根据权利要求1所述的恒流高压电源，其特征在于，所述控制装置包括：信号接收模块和控制模块，其中，

所述信号接收模块，与所述整流装置的输出端连接，用于接收所述整流装置输出的反馈信号；

所述控制模块，分别与所述信号接收模块和所述调压装置与所述恒流装置连接，用于依据所述反馈信号控制所述调压装置调节所述输入电压，并控制所述恒流装置将调节后的所述输入电压转换为所述输入电流。

10.一种电除尘器，其特征在于，包括：恒流高压电源，其中，所述恒流高压电源包括权利要求1至9中任一项所述的恒流高压电源。