擊。本實(shí)施例中，直流產(chǎn)生單元輸出的直流高壓為40kV，也可以通過在前端增加三相交流調(diào)壓器，使輸出直流電壓值在OV至40kV之間可調(diào)。
[0021]信號控制單元⑨包括信號控制與處理模塊、為該模塊提供電能的控制系統(tǒng)供電電源模塊，其中，控制系統(tǒng)供電電源模塊為一小功率變壓器和多個(gè)開關(guān)電源組成，信號控制與處理模塊可以是DSP，可以是模擬電路板，也可以是兩者的結(jié)合。信號控制與處理模塊的控制輸出分三路，分別是:通過移相觸發(fā)器連接三相橋式全控整流模塊⑤、通過IGBTl觸發(fā)板連接DC-DC升壓電路⑥、通過IGBT2觸發(fā)板連接脈沖升壓模塊⑦。信號控制與處理模塊的通過第一電壓傳感器采集三相橋式全控整流模塊輸出的電壓信號；并通過第二電壓傳感器采集DC-DC升壓電路輸出的電壓信號。
[0022]三相橋式全控整流模塊⑤由三相隔離變壓器與可控硅整流橋組成，通過信號控制單元設(shè)置該模塊軟啟動并對該模塊進(jìn)行閉環(huán)控制，其控制原理如圖3所示:三相橋式全控整流模塊啟動時(shí)，信號控制與處理模塊提供一路軟啟動信號，同時(shí)對三相橋式全控整流模塊輸出信號(經(jīng)第一電壓傳感器)經(jīng)調(diào)理后進(jìn)行PI調(diào)節(jié)，PI的輸出值與軟啟動信號比較后取較小值作為移相觸發(fā)器的控制信號。由于啟動時(shí)整流輸出很小，PI調(diào)節(jié)后輸出值很大，大于軟啟動信號，因而啟動后一段時(shí)間內(nèi)移相觸發(fā)器的控制電壓由軟啟動信號提供，從而實(shí)現(xiàn)三相橋式全控整流模塊的軟啟動。而當(dāng)該模塊輸出電壓逐漸上升至一定值時(shí)，PI輸出值減小，只要設(shè)定軟啟動信號的終值大于預(yù)期的PI輸出值，則當(dāng)PI輸出值小于軟啟動信號時(shí)，PI輸出為移相觸發(fā)器提供控制電壓V。，控制電壓V。經(jīng)過移相觸發(fā)器后得到觸發(fā)角α，觸發(fā)角施加于整流橋得到新的整流輸出電壓，從而實(shí)現(xiàn)三相橋式全控整流模塊的閉環(huán)控制。三相橋式全控整流模塊啟動后，輸出電壓由OV逐漸上升至并穩(wěn)定在500V。三相橋式全控整流模塊輸出電壓與控制參數(shù)有關(guān)，考慮到實(shí)際需要，通過改變控制參數(shù)Vraf (比較電壓)，可以將整流輸出電壓穩(wěn)定在200V至600V之間的任意值。
[0023]DC-DC升壓電路⑥由電感、開關(guān)器件IGBTl和二極管組成的典型的Boost升壓電路，其對前一級三相橋式全控整流模塊輸出電壓做升壓變換，同時(shí)為后一級脈沖升壓模塊提供基礎(chǔ)電壓，通過信號控制與處理模塊設(shè)置DC-DC升壓電路軟啟動并對該電路進(jìn)行閉環(huán)控制，其控制原理如圖4所示:
[0024]DC-DC升壓電路對三相橋式全控整流模塊的輸出電壓做進(jìn)一步的升壓處理，三相橋式全控整流模塊穩(wěn)定后，啟動DC-DC升壓電路，信號控制與處理模塊同樣提供一路軟啟動信號，同時(shí)對DC-DC升壓電路輸出的電壓(經(jīng)第二電壓傳感器)調(diào)理后進(jìn)行PI調(diào)節(jié)，PI的輸出值與軟啟動信號比較后取較小值作為PWM調(diào)制器的控制信號，PffM調(diào)制器輸出對應(yīng)占空比的PffM波。DC-DC升壓電路軟啟動及閉環(huán)控制原理與三相全控整流部分相似，即啟動時(shí)升壓后輸出很小，經(jīng)調(diào)節(jié)后PI的輸出值很大，大于軟啟動信號，因而啟動后一段時(shí)間內(nèi)PWM調(diào)制器的控制電壓由軟啟動信號提供，從而實(shí)現(xiàn)升壓電路的軟啟動，而當(dāng)升壓電路輸出電壓逐漸上升至一定值時(shí)，PI輸出值減小，只要設(shè)定軟啟動信號的終值大于預(yù)期的PI輸出值，則當(dāng)PI輸出值小于軟啟動信號時(shí)，PI輸出為PWM調(diào)制器提供控制電壓，從而實(shí)現(xiàn)升壓電路的閉環(huán)控制。DC-DC升壓電路啟動后，輸出電壓由500V逐漸上升至并穩(wěn)定在1000V。
[0025]DC-DC升壓電路輸出電壓與控制參數(shù)及三相橋式全控整流模塊輸出電壓有關(guān)，考慮到實(shí)際需要，通過改變控制參數(shù)和三相橋式全控整流模塊輸出電壓值，可將DC-DC升壓電路輸出電壓穩(wěn)定在200V至1500之間。
[0026]脈沖升壓模塊⑦由開關(guān)器件IGBT2和脈沖變壓器組成。在前一級DC-DC升壓電路提供的1000V直流電壓的基礎(chǔ)上，由信號控制與處理模塊輸出一定的控制信號(頻率為250Hz、脈寬為10 μ s的PffM波)，控制開關(guān)器件的通斷從而產(chǎn)生對應(yīng)頻率和脈寬、幅值為1000V的低壓脈沖，該脈沖施加于脈沖變壓器上經(jīng)脈沖變壓器升壓后得到對應(yīng)頻率和脈寬、幅值為40kV的高壓脈沖。該脈沖升壓模塊產(chǎn)生的脈沖頻率和脈寬均可調(diào)，脈沖頻率10Hz?500Hz可調(diào)，受脈沖變壓器工作頻率限制，最佳工作頻率300Hz，脈寬根據(jù)需要在I μ s?100 μ s之間可調(diào)，最佳工作脈寬為10 μ S，脈沖幅值受DC-DC升壓電路輸出電壓影響，可調(diào)節(jié)范圍為8kV?60kV。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可抗干擾的靜電除塵用直流脈沖電源，包括一個(gè)連接三相交流電源的主電路開關(guān)，其特征在于，三相交流電經(jīng)主電路開關(guān)后，一路經(jīng)一個(gè)直流產(chǎn)生單元升壓及整流后得到電壓值不大于60kv的直流高壓；另一路在一個(gè)信號控制單元的控制下，經(jīng)一個(gè)脈沖產(chǎn)生單元輸出頻率為100?500Hz、脈寬不大于100 μ s、幅值不超過60kV的高壓脈沖，該高壓脈沖與直流產(chǎn)生單元輸出的直流高壓共同在一個(gè)直流與脈沖疊加單元中合成后，施加在靜電除塵器極板上。2.如權(quán)利要求1所述的可抗干擾的靜電除塵用直流脈沖電源，其特征在于，所述脈沖產(chǎn)生單元依次由三相橋式全控整流模塊、DC-DC升壓電路、脈沖升壓模塊構(gòu)成，其中，在信號控制單元的控制下，三相橋式全控整流模塊將輸入電壓由OV逐漸上升至200?600V并穩(wěn)定在該值，再經(jīng)DC-DC升壓電路，輸出電壓逐漸上升至500?1500V并穩(wěn)定在該值，最后在脈沖升壓模塊中產(chǎn)生頻率為100?500Hz、脈寬不大于100 μ s、幅值不超過60kV的高壓脈沖，輸出至直流與脈沖疊加單元。3.如權(quán)利要求2所述的可抗干擾的靜電除塵用直流脈沖電源，其特征在于，所述信號控制單元包括信號控制與處理模塊、為該模塊提供電能的控制系統(tǒng)供電電源模塊，所述信號控制與處理模塊的控制輸出分三路，分別是:通過移相觸發(fā)器連接三相橋式全控整流模塊；通過IGBTl觸發(fā)板連接DC-DC升壓電路；通過IGBT2觸發(fā)板連接脈沖升壓模塊，信號控制與處理模塊通過第一電壓傳感器采集三相橋式全控整流模塊輸出的電壓信號；并通過第二電壓傳感器采集DC-DC升壓電路輸出的電壓信號。4.如權(quán)利要求1所述的可抗干擾的靜電除塵用直流脈沖電源，其特征在于，所述直流產(chǎn)生單元由工頻變壓器升壓模塊和三相橋式不控整流模塊串聯(lián)構(gòu)成。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可抗干擾的靜電除塵用直流脈沖電源，包括一個(gè)三相交流電源、連接該三相交流電源的一個(gè)主電路開關(guān)，其特征在于，三相交流電經(jīng)主電路開關(guān)后，一路經(jīng)一個(gè)直流產(chǎn)生單元升壓及整流后得到電壓值不大于60kV的直流高壓；另一路在一個(gè)信號控制單元的控制下，經(jīng)一個(gè)脈沖產(chǎn)生單元輸出頻率為100～500Hz、脈寬不大于100μs、幅值不超過60kV的高壓脈沖，該高壓脈沖與直流產(chǎn)生單元輸出的直流高壓共同在一個(gè)直流與脈沖疊加單元中合成后，施加在靜電除塵器極板上。
【IPC分類】B03C3/66, H02M7/04, H02M9/06
【公開號】CN105080722
【申請?zhí)枴緾N201510433959
【發(fā)明人】賀博, 王燕, 齊以年, 趙青松, 孟永鵬, 龔曉宏, 吳曉明
【申請人】西安交通大學(xué), 西安航天動力測控技術(shù)研究所
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年7月22日