本發(fā)明屬于高壓大功率電源領(lǐng)域，涉及一種為靜電除塵器供電的高壓電源。

背景技術(shù)：

靜電除塵器是國(guó)際公認(rèn)的高效率除塵設(shè)備，高壓電源是該設(shè)備的核心，其質(zhì)量直接影響著除塵器的效率。目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)企業(yè)的靜電除塵裝置采用的是晶閘管相控調(diào)壓電源系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟、維護(hù)成本低，又稱為傳統(tǒng)除塵電源。傳統(tǒng)除塵電源采用的晶閘管是半控型器件，只能控制其開(kāi)通，不能控制其關(guān)斷，當(dāng)除塵器發(fā)生閃絡(luò)或故障時(shí)，不能及時(shí)切斷電源，動(dòng)態(tài)性能較差。另外，晶閘管開(kāi)關(guān)頻率較低，傳統(tǒng)除塵電源輸出的直流電壓脈動(dòng)較大，電壓平均值較低，導(dǎo)致除塵效率較低。隨著國(guó)家環(huán)保要求的不斷提高，傳統(tǒng)靜電除塵器已經(jīng)很難滿足企業(yè)廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，急需升級(jí)改造或者更換。

提高靜電除塵器的效率和動(dòng)態(tài)性能已經(jīng)成為當(dāng)今國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。隨著功率器件的迅速發(fā)展，全控型功率器件IGBT彌補(bǔ)了晶閘管的缺點(diǎn)，促使靜電除塵電源出現(xiàn)高頻化的發(fā)展趨勢(shì)。專利號(hào)為CN103611631B的專利公開(kāi)了一種高頻高壓靜電除塵電源控制系統(tǒng)及方法，專利號(hào)為CN102097956A的專利公開(kāi)了一種靜電除塵用高頻高壓大功率電源，專利號(hào)為CN103427681A的專利公開(kāi)了一種高頻高壓靜電除塵電源。上述高頻靜電除塵電源普遍采用IGBT 逆變器和高頻變壓器，高頻PWM 技術(shù)使得電源輸出電壓脈動(dòng)較小，從而提高了除塵效率。IGBT關(guān)斷時(shí)間短，控制靈活，很好地改善了靜電除塵器的動(dòng)態(tài)性能。但是，如果將企業(yè)現(xiàn)有的傳統(tǒng)除塵電源全部換成高頻除塵電源，不但會(huì)大大增加企業(yè)成本，而且會(huì)使現(xiàn)有的除塵設(shè)備被徹底淘汰，造成極大的浪費(fèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提出一種新型高壓靜電除塵電源，對(duì)傳統(tǒng)靜電除塵電源進(jìn)行局部改造，提高靜電除塵器的除塵效率，改善其動(dòng)態(tài)性能，同時(shí)充分利用現(xiàn)有除塵設(shè)備，節(jié)約改造成本，縮短改造周期。

本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

高壓靜電除塵電源，包括主電路、檢測(cè)電路、控制電路、驅(qū)動(dòng)電路；所述的主電路包括三相電源、三相整流模塊、輸入濾波電路、逆變器模塊、工頻變壓器、高壓整流模塊、除塵器負(fù)載；

所述的三相電源由市電直接接入，所述的三相整流模塊為三相橋式不可控整流電路，所述的輸入濾波電路由濾波電感和濾波電容構(gòu)成，所述的逆變器模塊由4個(gè)全控型功率器件IGBT構(gòu)成橋式結(jié)構(gòu)，所述的高壓整流模塊由單相橋式高壓硅堆構(gòu)成；

所述的三相電源的輸出接到三相整流模塊的3個(gè)交流輸入端，三相整流模塊的直流輸出端接輸入濾波電路的輸入端，濾波電路的輸出端接逆變器模塊的直流側(cè)，逆變器模塊的交流側(cè)接工頻變壓器的一次側(cè)，工頻變壓器的二次側(cè)接高壓整流模塊的交流側(cè)，高壓整流模塊的直流側(cè)接除塵器負(fù)載的兩個(gè)電極。

優(yōu)選方案，所述的檢測(cè)電路包括電流霍爾、電壓霍爾、電阻分壓器、電流采樣板。所述的電流霍爾的兩個(gè)輸入端串聯(lián)接入輸入濾波器和IGBT逆變器之間的直流母線中，用于檢測(cè)直流母線電流，其輸出接到控制電路；所述的電壓霍爾的兩個(gè)輸入端并聯(lián)接到輸入濾波器的濾波電容兩端，用于檢測(cè)直流母線電壓，其輸出端接到控制電路；所述的電阻分壓器的兩個(gè)輸入端并聯(lián)接到除塵器負(fù)載的兩個(gè)電極，用于檢測(cè)靜電除塵電源的輸出電壓，其檢測(cè)輸出端接到控制電路；所述的電流采樣板的輸入端串聯(lián)接入除塵電源的低壓輸出端，用于檢測(cè)靜電除塵電源的輸出電流，其檢測(cè)輸出端接到控制電路。

優(yōu)選方案，所述的驅(qū)動(dòng)電路輸入端與控制電路相連，輸出端與IGBT逆變器相連。

優(yōu)選方案，所述的高壓靜電除塵電源采用高頻PWM控制；所述的逆變器模塊采用單極性調(diào)制方式，一個(gè)橋臂工作于高頻頻率10kHz，另一個(gè)橋臂工作于工頻頻率50Hz；每半個(gè)工頻周期內(nèi)，高頻橋臂的一個(gè)IGBT工作于高頻通斷狀態(tài)，另一個(gè)IGBT工作于工頻，半個(gè)工頻周期后2個(gè)IGBT的工作狀態(tài)進(jìn)行交換。

本發(fā)明所述的高壓靜電除塵電源，其有益效果是：第一，IGBT全橋逆變器替代傳統(tǒng)靜電除塵電源的晶閘管相控調(diào)壓部分，IGBT采用高頻數(shù)字化控制，輸出電壓脈動(dòng)大大降低，電壓平均值大大提高，從而有效地提高了除塵效率；第二，全控型器件IGBT彌補(bǔ)了晶閘管的缺點(diǎn)，通斷控制靈活、快速，除塵電源對(duì)不同工況的適應(yīng)能力大大提高，動(dòng)態(tài)性能更加優(yōu)越；第三，保留了傳統(tǒng)靜電除塵電源的工頻升壓變壓器和高壓硅堆整流模塊，充分利用企業(yè)現(xiàn)有的除塵設(shè)備，節(jié)約改造成本，縮短改造周期，避免不必要的浪費(fèi)。

附圖說(shuō)明

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明的高壓靜電除塵電源結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明的高壓靜電除塵電源原理圖；

圖3為本發(fā)明的高壓靜電除塵電源逆變器調(diào)制波形圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，藉此對(duì)本發(fā)明如何應(yīng)用技術(shù)手段來(lái)解決技術(shù)問(wèn)題并達(dá)成技術(shù)功效的實(shí)現(xiàn)過(guò)程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例。

如圖1所示，本發(fā)明所述的高壓靜電除塵電源，包括主電路100、檢測(cè)電路200、控制電路300、驅(qū)動(dòng)電路400。

如圖2所示，本發(fā)明所述的主電路100包括三相電源101、三相整流模塊102、輸入濾波電路103、逆變器模塊104、工頻變壓器105、高壓整流模塊106、除塵器負(fù)載107。所述的三相電源101由市電直接接入，所述的三相整流模塊102為三相橋式不可控整流電路，所述的輸入濾波電路103由濾波電感和濾波電容構(gòu)成，所述的逆變器模塊104由4個(gè)全控型功率器件IGBT構(gòu)成橋式結(jié)構(gòu)，所述的高壓整流模塊106由單相橋式高壓硅堆構(gòu)成。所述的三相電源101的輸出接到三相整流模塊102的3個(gè)交流輸入端，三相整流模塊102的直流輸出端接輸入濾波電路103的輸入端，濾波電路103的輸出端接逆變器模塊104的直流側(cè)，逆變器模塊104的交流側(cè)接工頻變壓器105的一次側(cè)，工頻變壓器105的二次側(cè)接高壓整流模塊106的交流側(cè)，高壓整流模塊106的直流側(cè)接除塵器負(fù)載107的兩個(gè)電極。

如圖2所示，本發(fā)明所述的檢測(cè)電路200包括電流霍爾201、電壓霍爾202、電阻分壓器203、電流采樣板204。所述的電流霍爾201103的兩個(gè)輸入端串聯(lián)接入輸入濾波器和IGBT逆變器104之間的直流母線中，用于檢測(cè)直流母線電流，其輸出接到控制電路300。所述的電壓霍爾202的兩個(gè)輸入端并聯(lián)接到輸入濾波電路103的濾波電容兩端，用于檢測(cè)直流母線電壓，其輸出端接到控制電路300。所述的電阻分壓器203的兩個(gè)輸入端并聯(lián)接到除塵器負(fù)載107的兩個(gè)電極，用于檢測(cè)靜電除塵電源的輸出電壓，其檢測(cè)輸出端接到控制電路300。所述的電流采樣板204的輸入端串聯(lián)接入除塵電源的低壓輸出端，用于檢測(cè)靜電除塵電源的輸出電流，其檢測(cè)輸出端接到控制電路300。

如圖2所示，本發(fā)明所述的驅(qū)動(dòng)電路400輸入端與控制電路300相連，輸出端與IGBT逆變器104相連。

如圖3所示，本發(fā)明所述的高壓靜電除塵電源采用高頻PWM控制。所述的逆變器模塊104采用單極性調(diào)制方式，開(kāi)關(guān)管T₁~T₄的驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別為u_g1~u_g4。逆變器模塊104的a、b兩個(gè)橋臂中，一個(gè)橋臂a工作于高頻頻率10kHz，另一個(gè)橋臂b工作于工頻頻率50Hz。半個(gè)工頻周期0~T/2內(nèi)，高頻橋臂a的開(kāi)關(guān)管T₁工作于高頻通斷狀態(tài)，另一個(gè)開(kāi)關(guān)管T₂工作于工頻50Hz，半個(gè)工頻周期后T/2~T內(nèi)，高頻橋臂a的開(kāi)關(guān)管T₁、T₂的工作狀態(tài)進(jìn)行交換，T₂工作于高頻通斷狀態(tài)，另一個(gè)開(kāi)關(guān)管T₁工作于工頻50Hz。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。