丽信号，减小该功率组件控制板的脉宽给定值，使电流均分值Ig=电流均分值Iz，在已有的结构均流方式下通过脉宽的调节实现分配均流控制。
[0061]当电流均分值Ig〈电流均分值Iz时，主控板调节PWM信号，增加该功率组件控制板的脉宽给定值，使电流均分值Ig=电流均分值Iz，在已有的结构均流方式下通过脉宽的调节实现分配均流控制。
[0062]所述电流均分值Ig为功率组件控制板反馈端口取样采集的电流值与该功率组件控制板所控制的高频脉冲功率组件总数的比值。
[0063]所述电流均分值Iz为主控板反馈端口取样采集的电流值与主控板所控制的高频脉冲功率组件总数的比值。
[0064]如图5所示，图5为多组移相输入的高频脉冲功率组件控制原理图，包括N组移相输入，每组移相输入均通过一移相整流单元，再通过高频桥式逆变器、原边并联副边串联的高频变压器和串联的高频整流器，输出高频脉冲直流。
[0065]高频变压器原边正极分别通过两个逆变器与移相整流输出的正极和负极连接，高频变压器原边负极也分别通过两个逆变器与移相整流输出的正极和负极连接，每个逆变器均与驱动板一一对应连接，驱动板再通过转换板与功率组件控制板连接。
[0066]高频功率单元由高频电力电子开关器件组成多重化单相桥式逆变电路，单相桥式逆变出交变方波输入到高频变压器，高频变压器输出端接高频整流电路，高频整流电路输出的直流按同极并联方式并联后输出。采用结构均流和分配均流方式对多组功率单元实现均流控制。结构均流使用阻抗均流法，使并联单元外特性阻抗基本一致，各并联单元输出电流趋于一致。分配均流采用控制脉宽法通过检测各单元输出电流值进行比较，对各单元脉宽在最大脉宽范围内进行调节，以使各单元电流一致，并不超过最大脉宽范围。
[0067]本发明中，所述高频脉冲电流的电流值为10000A?100000A、最高电压值为200V?550V、周期为2000/秒?40000/秒、占空比为0.4?08的高频直流脉冲群。
【主权项】
1.一种工业化节能型高频脉冲电解锰装置，其特征在于:包括具有一个或多个移相变压器的移相变压单元、具有一个或多个三相整流桥组件的三相桥式工频整流单元和具有一个或多个高频脉冲功率组件的功率单元； 移相变压器的原边均与三相交流电源的输出端连接，移相变压器的副边分别与三相整流桥组件的输入端一一对应连接，三相整流桥组件的输出端与高频脉冲功率组件的输入端对应连接，高频脉冲功率组件的输出端向电解槽输出高频脉冲电流，移相变压单元的副边所输出的电压根据电解槽的串联数量来决定，当采用多个移相变压器时，所述移相变压单元为多重化形式的移相变压器，用于减少交流输入电流的谐波和直流输出电压的谐波幅值和电流脉动； 还包括功率主控单元，功率主控单元分别与一个或多个高频脉冲功率组件连接，对功率组件进行均流控制。
2.根据权利要求1所述的一种工业化节能型高频脉冲电解锰装置，其特征在于:所述移相变压器包括采用网侧移相的移相变压器、采用二次侧移相的移相变压器和采用网侧移相与二次侧移相的多重化移相变压器； 当移相变压器采用网侧移相的移相变压器时，在其网侧并联M个移相网侧输出绕组；当移相变压器采用二次侧移相的移相变压器时，移相变压器具有M个二次侧输出绕组； 移相变压器的移相角度的差值为δ=360° / (K*M); 三相桥式工频整流单元产生的谐波与整流输出的脉波的关系表达式为:N=KM±1，其中，N为谐波次数，K为一个周期内整流输出的脉波数量，M为输出绕组的数量，N、K、M均为自然数，三相整流桥组件以K脉波整流器为基础整流单元，构成一个KM脉波的多脉波整流单元，用于消除低于KM±1次的谐波。
3.根据权利要求1所述的一种工业化节能型高频脉冲电解锰装置，其特征在于:所述高频脉冲电流的电流值为1000A?100000A、最高电压值为200V?550V、周期为2000/秒?40000/秒、占空比为0.4?08的高频直流脉冲群。
4.根据权利要求1所述的一种工业化节能型高频脉冲电解锰装置，其特征在于:所述高频脉冲功率组件包括高频逆变器、高频变压器和高频整流器； 多个高频脉冲功率组件中的多个高频逆变器、多个高频变压器和多个高频整流器采用以下任意一种连接方式: ①相互串联或并联连接的高频逆变器，通过相互并联连接的高频变压器，与相互并联连接的高频整流器连接； ②相互串联或并联连接的高频逆变器，通过相互串联连接的高频变压器，与相互串联或并联连接的高频整流器连接。
5.根据权利要求4所述的一种工业化节能型高频脉冲电解锰装置，其特征在于:所述高频逆变器包括IGBT、IGCT、GOT、MOS电力电子开关器件，所述高频变压器为纳米微晶铁芯变压器，所述高频整流器包括高压大电流快恢复二极管，采用全波整流或全桥整流形式。
6.根据权利要求1所述的一种工业化节能型高频脉冲电解锰装置，其特征在于:所述功率主控单元采用PWM控制方式，通过PWM方式控制高频脉冲功率组件输出的高频脉冲电流，功率主控单元包括主控板、连接板、功率组件控制板、转换板、驱动板和监控显示单元；每个高频脉冲功率组件均包括高频逆变器、高频变压器和高频整流器； 主控板通过连接板与一个或多个功率组件控制板连接，主控板同步输出定频PWM控制信号给各个功率组件控制板，实现集中控制模式下，对多个高频脉冲功率组件的脉宽控制和调节； 各个功率组件控制板通过转换板与一个或多个驱动板连接，各个驱动板又与高频逆变器一一对应连接，功率组件控制板通过转换板将PWM控制信号传送给与其连接的驱动板，驱动板根据其所接收到的PWM信号驱动与其相连的高频逆变器进行DC-AC转换，高频逆变器产生的交流方波通过高频变压器的隔离传送到高频整流器，高频整流器输出高频直流脉冲完成AC-PDC转换； 功率组件控制板还通过反馈端口分别与受其控制的驱动板、高频逆变器、高频变压器和高频整流器连接，实时采集高频逆变器、高频变压器和高频整流器的温度信号，实时检测高频逆变整流单元输出的电压、电流信号； 主控板通过主反馈端口与高频脉冲功率组件的输出端连接，主控板根据主反馈端口所接收到的电流数据和电压数据，自动同步调节与该高频脉冲功率组件所连接的功率组件控制板的脉宽，完成高频脉冲电流输出的控制； 主控板还与监控显示单元连接，主控板将各种数据实时输出到监控显示单元进行显示; 主控板还与移相变压单元和三相桥式工频整流单元连接，根据移相整流部分的检测反馈，完成交流缺相、过压、欠压、过流保护。
7.根据权利要求6所述的一种工业化节能型高频脉冲电解锰装置，其特征在于:主控板将功率组件控制板反馈端口取样采集的电流均分值Ig与主控板反馈端口取样采集的电流均分值Iz进行比较； 当电流均分值Ig>电流均分值Iz时，主控板调节PWM信号，减小该功率组件控制板的脉宽给定值，使电流均分值Ig=电流均分值Iz，实现分配均流控制； 当电流均分值Ig〈电流均分值Iz时，主控板调节PWM信号，增加该功率组件控制板的脉宽给定值，使电流均分值Ig=电流均分值Iz，实现分配均流控制； 所述电流均分值Ig为功率组件控制板反馈端口取样采集的电流值与该功率组件控制板所控制的高频脉冲功率组件总数的比值； 所述电流均分值Iz为主控板反馈端口取样采集的电流值与主控板所控制的高频脉冲功率组件总数的比值。
【专利摘要】本发明公开了一种工业化节能型高频脉冲电解锰装置，包括一个或多个移相变压器、一个或多个三相整流桥组件、一个或多个功率组件和功率主控单元；移相变压器的原边均与三相交流电源的输出端连接，移相变压器的副边分别与三相整流桥组件的输入端一一对应连接，三相整流桥组件的输出端与功率组件的输入端对应连接，功率单元的输出端向电解槽输出高频脉冲信号，移相变压单元的副边所输出的电压根据电解槽的串联数量来决定，当采用多个移相变压器时，所述移相变压单元为多重化形式的移相变压器，用于减少交流输入电流的谐波和直流输出电压的谐波幅值和电流脉动；功率主控单元分别与一个或多个功率组件连接，对功率组件进行均流控制。
【IPC分类】C25C1-10, C25C7-00
【公开号】CN104831314
【申请号】CN201510261814
【发明人】张欣翼
【申请人】成都市新明节能科技有限公司
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年5月21日