一种电除尘用智能中频高压双输出直流电源的制作方法

专利名称：一种电除尘用智能中频高压双输出直流电源的制作方法
技术领域：
本发明属于高压静电除尘技术领域，特别是涉及一种涉及中频技术、双输出变压 器技术及自动化控制技术的电除尘用智能中频高压双输出直流电源。
背景技术：
由于在工业生产中不可避免地会产生大量的烟气和飞灰，且烟气中也含有大量的 细微粒粉尘，若将这些飞灰和粉尘直接排放到环境中将造成严重的环境污染，从而不但对 生态环境造成不同程度的破坏，而且给人们的健康带来危害。在过去的相当一段时间里， 电除尘器在治理大气污染的过程中扮演了很重要的角色，功不可没；然而，随着人们对生活 环境要求的不断提高，国内外环保组织也相应出台了新的排放标准，对污染源的控制及电 除尘设备有了更高的要求。在新形势的紧逼下，虽然现有技术的电除尘器的除尘效率可达 99%以上，但由于目前常规电除尘器都是配套单相工频电源，导致电源三相输入不平衡，二 次平均电压偏低，电场的电流密度小，且易发生反电晕现象，并未能对PM2. 5um以下颗粒的 排放实现有效地控制。其间人们也对此做了不少改进，比如研制了将输入改为三相的可控 硅工频相控电源、调幅式LC恒流源等，在系统控制方面也做了许多工作，比如把反馈控制 量由电压改成电流，电源调节采用了单片机等等。纵观其上，都是跟不上环保标准“节能降 耗、可持续发展”的客观要求，其核心问题在于电源的工作频率是工频50HZ，造成电源的功 率变压器和滤波电感器电容器体积庞大，耗能耗材，耗费空间，并影响除尘效率的提高。电 除尘器的这种传统的低频整流电源T/R主要有五大缺点一是工作频率低，转换效率低至 75%以下，耗费电能；二是工作频率低，使得变压器和滤波器体积大，重量重，耗费了大量的 铜和铁，不符合可持续发展，同时价格又高，性价比低；三是电源输入为两相380v交流工频 电源，又是工频相位调节，致使输入功率因数低至0.7以下，对电网造成很大的电磁干扰， 电磁兼容性差，不符合自然和谐发展；四是体积庞大的电源控制调节机箱和隔离升压用的 工频变压器分居两处，耗费空间，增加基建费用；五是输出纹波大，致使电晕电压低下，波形 又是单一的工频波，使得无法适应高比电阻的工况，达不到环保领域粉尘排放标准的新要 求(2004年我国火力电厂粉尘排放标准由原来90年代的200毫克/立方米降低至50毫克 /立方米)。有一种电除尘器虽然从三电场改为五电场，但是仍达不到50mg/m3排放浓度的 要求。有效的电除尘器改造尤其是对本体已定型的老除尘器进行改造，配备最先进的电源 技术、智能化控制和提高对细微颗粒收集的效率才是改造的关键。因此，为了适应社会的发 展需要，应用新原理或新机理研究开发新的电除尘器势在必行。随着技术的不断进步，特别是新一代功率电子器件如IGBT，IPM等的应用，三相平 衡输入又能有效提高除尘效率的高频电源在国外已经进入市场化。相应的高压硅整流变压 器就变得体积小、重量轻、损耗少、造价便宜且技术性能好。

发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种电除尘用智能中频高压双输出直流电源，它不但能够输出平稳的电压、向电除尘器提供更高的直流电压，而且具有能够节 约能源、自动化程度高、稳定性好、无故障运行时间长、除尘效率高的特点，其所配的中频高 压硅整流变压器具有体积小、重量轻、造价便宜、效率高的特点。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种电除尘用智能中频高压双输出 直流电源，包括一三相带脱扣器空气开关，用来连接三相380V50HZ的交流电输入；一三相整流器，对三相380V50HZ交流电输入进行整流处理；一滤波器，对输入信号进行滤波处理；一单相中频逆变器，将输入的直流信号逆变处理成单相中频交流信号输出；一空气开关；一中频升压变压器，对输入的中频交流电压进行升压处理，转变为中频高压交流 电输出；一中频双半波整流器，对中频高压交流电进行双半波整流处理，并设有二路高压 直流电输出；第一高压直流输出取样电路，采集第一路高压直流输出的电流、电压信号；第二高压直流输出取样电路，采集第二路高压直流输出的电流、电压信号；一隔离驱动器；以及一 DSP控制器，对输入信号进行分析、计算和处理，并输出对应的控制信号；三相带脱扣器空气开关的输入分别接三相380V50HZ的交流电输入，三相带脱扣 器空气开关的输出接至三相整流器输入，三相380V50HZ的交流电通过三相带脱扣器空气 开关输给三相整流器，由三相整流器对三相380V50HZ的交流电进行整流处理；三相带脱扣 器空气开关采集经过的第一输入电流信号、第一输入电压信号，并将该信号分别输出给DSP 控制器；三相整流器的输出接至滤波器的输入，三相整流器将整流处理后的信号输出给滤 波器进行滤波处理；滤波器的输出接至单相中频逆变器的输入，滤波器将整流、滤波后的直 流信号输出给单相中频逆变器进行变频和逆变处理；单相中频逆变器的输出通过空气开关 接至中频升压变压器的输入，单相中频逆变器向中频升压变压器输出中频交流信号，中频 升压变压器对该中频交流信号进行升压处理；单相中频逆变器采集经过的电流的温度信 号，并输出给DSP控制器；中频升压变压器的输出接至中频双半波整流器的输入，中频升压 变压器将升压后的中频交流信号输出给中频双半波整流器，中频双半波整流器对升压后的 中频交流信号进行双半波整流处理，并输出二路直流高压信号；第一高压直流输出取样电 路和第二高压直流输出取样电路的输入分别接至中频双半波整流器的输出，第一高压直流 输出取样电路、第二高压直流输出取样电路分别对中频双半波整流器的二路高压直流输出 进行取样处理；第一高压直流输出取样电路和第二高压直流输出取样电路的输出分别接至 DSP控制器；DSP控制器的输出通过隔离驱动器接至单相中频逆变器的控制输入端，DSP控 制器向单相中频逆变器输出能够调节单相中频逆变器输出幅值和频率的控制信号。 所述的中频升压变压器包括次级绕组Tl ；所述的中频双半波整流器由二极管D1、 二极管D2、二极管D3和二极管D4构成；所述的第一高压直流输出取样电路由第一电流取 样电阻Rll和第一电压取样电阻R12构成；所述的第二高压直流输出取样电路由第二电流 取样电阻R21和第二电压取样电阻R22构成；次级绕组Tl的一端分别与二极管Dl的负极和二极管D2的正极相连接，次级绕组Tl的另一端分别与二极管D3的负极和二极管D4的 正极相连接；二极管Dl的正极接至第一电压取样电阻R12的一端，第一电压取样电阻R12 的另一端接至第一电流取样电阻Rll的一端，第一电流取样电阻Rll的另一端接至二极管 D4的负极；二极管D3的正极接至第二电压取样电阻R22的一端，第二电压取样电阻R22的 另一端 接至第二电流取样电阻R21的一端，第二电流取样电阻R21的另一端接至二极管D2 的负极；二极管Dl的正极通过一个阻尼电阻RlO接至第一负载；二极管D3的正极通过一个 阻尼电阻R20接至第二负载。所述的中频升压变压器包括次级绕组Tl ；所述的中频双半波整流器由二极管D1、 二极管D2、二极管D3和二极管D4构成；所述的第一高压直流输出取样电路由第一电流取 样电阻Rll和第一电压取样电阻R12构成；所述的第二高压直流输出取样电路由第二电流 取样电阻R21和第二电压取样电阻R22构成；次级绕组Tl的一端分别与二极管Dl的负极 和二极管D2的正极相连接，次级绕组Tl的另一端分别与二极管D3的负极和二极管D4的 正极相连接；二极管Dl的正极接至第一电压取样电阻R12的一端，第一电压取样电阻R12 的另一端接至第一电流取样电阻Rll的一端，第一电流取样电阻Rll的另一端接至二极管 D4的负极；二极管D3的正极接至第二电压取样电阻R22的一端，第二电压取样电阻R22的 另一端接至第二电流取样电阻R21的一端，第二电流取样电阻R21的另一端接至二极管D2 的负极；二极管Dl的正极通过一个阻尼电阻RlO与一个电容Cl的一端相连接，电容Cl的 另一端接至负载；二极管D3的正极通过一个阻尼电阻R20与一个二极管D5的负极相连接， 二极管D5的正极接至负载。所述的中频升压变压器包括次级绕组Tl ；所述的中频双半波整流器由二极管D1、 二极管D2、二极管D3和二极管D4构成；所述的第一高压直流输出取样电路由第一电流取 样电阻Rll和第一电压取样电阻R12构成；所述的第二高压直流输出取样电路由第二电流 取样电阻R21和第二电压取样电阻R22构成；次级绕组Tl的一端分别与二极管Dl的负极 和二极管D2的正极相连接，次级绕组Tl的另一端分别与二极管D3的负极和二极管D4的 正极相连接；二极管Dl的正极接至第一电压取样电阻R12的一端，第一电压取样电阻R12 的另一端接至第一电流取样电阻Rll的一端，第一电流取样电阻Rll的另一端接至二极管 D4的负极；二极管D3的正极接至第二电流取样电阻R21的一端，第二电流取样电阻R21的 另一端接至第二电压取样电阻R22的一端，第二电压取样电阻R22的另一端接至二极管D2 的负极；二极管Dl的正极通过一个阻尼电阻RlO接至第一负载；二极管D2的负极通过一个 阻尼电阻R20接至第二负载。本发明的有益效果是，与常规的工频高压硅整流电源相比，本发明采用三相带脱 扣器空气开关、三向整流器、单相中频逆变器、中频升压变压器、中频双半波整流器、DSP控 制器来构成双输出直流电源，该直流电源的中频双半波整流器输出二路直流高压，并通过 二路取样电路反馈给DSP控制器，由DSP控制器向单相中频逆变器输出控制信号以调节频 率和幅值。采用该结构后，使得本发明不仅输出电压高、电网输入平衡、可大幅度减少对电 网的污染和提高电源利用效率，而且其所配的中频高压硅整流双输出变压器具有体积小、 重量轻、造价便宜、效率高的特点。此外，本发明应用广泛，它既可以应用于新除尘电场的建 设，也可以应用于旧电场的增效改造；本发明采用计算机控制技术，可实现数字化控制，以 将电除尘系统的各个设备的工作有机连接起来，从而使其协调工作，达到最佳工作状态。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种电除尘用智 能中频高压双输出直流电源不局限于实施例。


图1是本发明的 原理框图；图2是实施例一本发明的部分电路连接结构示意图；图3是实施例二本发明的部分电路连接结构示意图；图4是实施例三本发明的部分电路连接结构示意图。
具体实施例方式请参见图1所示，本发明的一种电除尘用智能中频高压双输出直流电源，它包括一三相带脱扣器空气开关11，用来连接三相380V50HZ的交流电输入；一三相整流器2，对三相380V50HZ交流电输入进行整流处理；一滤波器3，对输入信号进行滤波处理；一单相中频逆变器4，将输入的直流信号逆变处理成单相中频交流信号输出；一空气开关12 ；一中频升压变压器5，对输入的中频交流电压进行升压处理，转变为中频高压交流 电输出；一中频双半波整流器6，对中频高压交流电进行双半波整流处理，并设有二路高压 直流电输出；第一高压直流输出取样电路71，采集第一路高压直流输出的电流信号121、电压 信号U21 ；第二高压直流输出取样电路72，采集第二路高压直流输出的电流信号122、电压 信号U22 ；一隔离驱动器8 ；一 DSP控制器9，对输入信号进行分析、计算和处理，并输出对应的控制信号；三相带脱扣器空气开关11的输入分别接三相380V50HZ的交流电输入，三相带脱 扣器空气开关11的输出接至三相整流器2输入，三相380V50HZ的交流电通过三相带脱扣 器空气开关11输给三相整流器2，由三相整流器2对三相380V50HZ的交流电进行整流处 理；三相带脱扣器空气开关11采集经过的第一输入电流信号111、第一输入电压信号U11， 并将该信号(即电流111、电压Ull)分别输出给DSP控制器9 ；三相整流器2的输出接至滤 波器3的输入，三相整流器2将整流处理后的信号输出给滤波器3进行滤波处理；滤波器3 的输出接至单相中频逆变器4的输入，滤波器3将整流、滤波后的直流信号输出给单相中频 逆变器4进行变频和逆变处理；单相中频逆变器4的输出通过空气开关12接至中频升压变 压器5的输入，单相中频逆变器4向中频升压变压器5输出中频交流信号，中频升压变压器 5对该中频交流信号进行升压处理；单相中频逆变器4采集经过的电流的温度信号，并输出 给DSP控制器9 ；中频升压变压器5的输出接至中频双半波整流器6的输入，中频升压变压 器5将升压后的中频交流信号输出给中频双半波整流器6，中频双半波整流器6对升压后的 中频交流信号进行双半波整流处理，并输出二路直流高压信号；第一高压直流输出取样电路71和第二高压直流输出取样电路72的输入分别接至中频双半波整流器6的输出，第一 高压直流输出取样电路71、第二高压直流输出取样电路72分别对中频双半波整流器的二 路高压直流输出进行取样处理；第一高压直流输出取样电路71和第二高压直流输出取样 电路72的输出分别接至DSP控制器9，即第一高压直流输出取样电路71将电流121、电压 U21输出给DSP控制器9，第二高压直流输出取样电路72将电流122、电压U22输出给DSP 控制器9 ；DSP控制器9对各路输入(电流111、电压Ul 1、单相中频逆变器4输出的电流的 温度信号、电流121、电压U21、电流122、电压U22)进行分析比较，产生控制信号输出，DSP 控制器9的输出通过隔离驱动器8接至单相中频逆变器4的控制输入端，DSP控制器9向 单相中频逆变器4输出能够调节单相中频逆变器输出幅值和频率的控制信号。
由于变压器每伏匝数的公式为N = 108/(4. 44f · B · A)，其中N为每伏匝数，f为 变压器的工作频率，B为铁芯磁感应强度，A为铁芯截面积，因此当变压器的工作频率f越高 时，每伏匝数N越小，则变压器的重量、体积越小。可见，本发明的一种电除尘用智能中频高 压双输出直流电源，其变压器与常规的工频高压硅整流变压器相比，在铁芯磁感应强度和 铁芯截面积相同的情况下，由于其变压器的工作频率更高，因此其变压器的重量和体积更本发明的一种电除尘用智能中频高压双输出直流电源，在电除尘中具有如下三种 典型的应用。实施例一，本发明的一种电除尘用智能中频高压双输出直流电源，能够同时为两 个电场提供电源，其部分电路连接示意图请参见图2所示，它能够同时给电场1和电场2提 供电源。本发明的中频升压变压器5包括次级绕组Tl ；中频双半波整流器6由二极管D1、 二极管D2、二极管D3和二极管D4构成；第一高压直流输出取样电路71由第一电流取样电 阻Rll和第一电压取样电阻R12构成；第二高压直流输出取样电路72由第二电流取样电阻 R21和第二电压取样电阻R22构成；次级绕组Tl的一端分别与二极管Dl的负极和二极管D2 的正极相连接，次级绕组Tl的另一端分别与二极管D3的负极和二极管D4的正极相连接； 二极管Dl的正极接至第一电压取样电阻R12的一端，第一电压取样电阻R12的另一端接至 第一电流取样电阻Rll的一端，第一电流取样电阻Rll的另一端接至二极管D4的负极；二 极管D3的正极接至第二电压取样电阻R22的一端，第二电压取样电阻R22的另一端接至第 二电流取样电阻R21的一端，第二电流取样电阻R21的另一端接至二极管D2的负极；二极 管Dl的正极通过一个阻尼电阻RlO接至第一负载，即通过一个高压隔离开关接至电场1的 电晕线；二极管D3的正极通过一个阻尼电阻R20接至第二负载，即通过一个高压隔离开关 接至电场2的电晕线。本发明的一种电除尘用智能中频高压双输出直流电源，由于其中频双半波整流器 6采用双半波供电，有两个高压输出端，且该两个高压输出端的极性可正可负，幅值可大可 小、连续可调，既可连续供电又可采用间歇供电，使得本发明能够给两个电场供电，且由于 其每个高压输出端都有反馈回控制系统(即电流121、电压U21、电流122、电压U22)，使得 它对每个高压输出端都可灵活控制，这相当于两台常规的工频高压硅整流变压器，但在控 制上又优于工频硅整流变压器，它可根据现场需要对每个高压输出端进行实施控制和集中 控制，而不需要通过通讯来实现，因此其可靠性和实时性都高于常规工频高压硅整流变压 器。对工频电源而言，若将其全波整流改为双半波整流，则其每个输出端的电路将只有原来的一半，而对中频电源而言，则每个半波整流输出的电流都可以达到工频电源为全波整流 时输出的电流。实施例二，本发明的一种电除尘用智能中频高压双输出直流电源，它能够供给一 个电场脉冲和直流双路电源，其部分电路连接示意图请参见图3所示。本发明的中频升压 变压器5包括次级绕组Tl ；中频双半波整流器6由二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极 管D4构成；第一高压直流输出取样电路71由第一电流取样电阻Rl 1和第一电压取样电阻 R12构成；第二高压直流输出取样电路72由第二电流取样电阻R21和第二电压取样电阻 R22构成；次级绕组Tl的一端分别与二极管Dl的负极和二极管D2的正极相连接，次级绕 组Tl的另一端分别与二极管D3的负极和二极管D4的正极相连接；二极管Dl的正极接至 第一电压取样电阻R12的一端，第一电压取样电阻R12的另一端接至第一电流取样电阻Rll 的一端，第一电流取样电阻Rll的另一端接至二极管D4的负极；二极管D3的正极接至第二 电压取样电阻R22的一端，第二电压取样电阻R22的另一端接至第二电流取样电阻R21的 一端，第二电流取样电阻R21的另一端接至二极管D2的负极；二极管Dl的正极通过一个阻 尼电阻Ri0与一个电容Cl的一端相连接，电容Cl的另一端接至负载，即通过一个高压隔离 开关接至电场的电晕线；二极管D3的正极通过一个阻尼电阻R20与一个二极管D5的负极 相连接，二极管D5的正极接至负载。在电除尘中脉冲供电的优越性得到了人们的重视。研制和使用高性能的脉冲电源 也成为当今提高除尘效率、减低电除尘成本的一项重要工作。在同一台电除尘器中，使用脉 冲供电可以获得比常规工频整流供电更高的电晕功率，提高了粒子驱进速度，从而提高了 电收尘效率。应用在工业电除尘的脉冲电源最典型的就是采用一台高压脉冲电源和一台常 规工频整流的高压直流电源联接组成。目前国内外电除尘脉冲供电电源大多采用在直流基 础电压上迭加脉冲电压的设计方案，需要用两台变压器构成两套电源，分别用于产生直流 基压和脉冲电压，因此电源的结构和控制系统都比较复杂，价格昂贵。本发明可以采用功率 模块调制形成脉冲信号和400Hz半波逆变信号，然后通过变压器升压、整流获得脉冲和直 流电压，其输出的波形接近或等效于由直流电源和脉冲电源叠加组成的脉冲电源波形，且 其高压脉冲宽度为30 200 μ S。因此，本发明具有结构简单，可靠性高等特点。此外，本发 明针对不同比电阻的粉尘，还可通过分别调整直流基压、脉冲频率和占空比，使之达到最佳 的除尘效果。实施例三，本发明的一种电除尘用智能中频高压双输出直流电源，还可为透镜式 除尘系统提供电源，其部分电路连接示意图请参见图4所示。本发明的中频升压变压器5包 括次级绕组Tl ；中频双半波整流器6由二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4构成； 第一高压直流输出取样电路71由第一电流取样电阻Rll和第一电压取样电阻R12构成；第 二高压直流输出取样电路72由第二电流取样电阻R21和第二电压取样电阻R22构成；次级 绕组Tl的一端分别与二极管Dl的负极和二极管D2的正极相连接，次级绕组Tl的另一端 分别与二极管D3的负极和二极管D4的正极相连接；二极管Dl的正极接至第一电压取样电 阻R12的一端，第一电压取样电阻R12的另一端接至第一电流取样电阻Rll的一端，第一电 流取样电阻Rll的另一端接至二极管D4的负极；二极管D3的正极接至第二电流取样电阻 R21的一端，第二电流取样电阻R21的另一端接至第二电压取样电阻R22的一端，第二电压 取样电阻R22的另一端接至二极管D2的负极；二极管Dl的正极通过一个阻尼电阻RlO接至第一负载，即提供直流高压Ul ；二极管D2的负极通过一个阻尼电阻R20接至第二负载， 即提供直流高压U2。在透镜式高压静电收尘系统中，既需要负电晕极又需要正电晕极，若用常规工频 高压硅整流变压器就需要用两台变压器构成两套电源，分别用于产生负电晕极和正电晕 极，因此电源的结构和控制系统都比较复杂，价格也较昂贵。本发明可分别产生负电晕极和 正电晕极，且负电晕极和正电晕极的幅值可大可小、连续可调，既可连续供电也可采用间歇 供电，非常适用于透镜式高压静电收尘系统的调节。这样，一台中频高压硅整流双输出变压 器就相当于两台高压硅整流变压器，而且只需要一个控制系统，这既降低了成本，又提高了 整个系统的可靠性和稳定性。本发明的一种电除尘用智能中频高压双输出直流电源，其中频高压硅整流双输出 变压器与常规工频高压硅整流变压器相比，在相同的铁芯截面积下，前者所用的铜材约为 后者的1/8，前者所用的冷轧取向硅钢片用量约为后者的1/6，前者的体积约为后者的1/4， 且前者的成本约为后者的1/6。本发明还可以降低硅整流变压器的损耗，提高除尘效率与 常规工频高压硅整流电源相比可节能30%以上，且如果算上单相工作时电流缺相空损，中 频高压硅整流双输出电源的实际节能接近40%。；中频高压硅整流双输出电源采用三相输 出，其除尘效率大于0. 95。中频高压硅整流双输出电源输出的二次电压平稳，峰值电压与有 效值、平均值电压基本一致，在相同的击穿电压下，其二次输出平均电压可提高20%以上， 电场的电流密度可提高一倍以上，即输出二次输出电流增加一倍；对于相同的负载，采用中 频高压硅整流双输出变压器可比常规工频高压硅整流变压器提高一倍以上的有效输出功 率；有利于提高一些电压电流偏低的应用场合的电晕功率，有利于克服高浓度粉尘的运行 效果，从而提高除尘效率；对于新设计的本体可以减少收尘的比面积，降低除尘器总重量， 降低成本。电除尘电源与常规电源最大的不同就是当粉尘积累到一定程度时或电压峰值高 于阴阳极间气体击穿电压时电场会发生闪络，对电源系统来说相当于浪涌，而且这种现象 在严重时可达到150次/分钟。该系统可以采用dsPIC33F芯片与最新的智能功率模块IPM 组成智能中频电源控制系统，电源频率从OHz到1000Hz可调，和1000Hz中频高压硅整流双 输出变压器共同组成电除尘用智能中频高压电源。控制部分采用的是目前先进的单片机芯 片，配用高可靠性外围芯片组成，可在全时域内进行检测和控制。与电网连接，配有热脱扣 器、电流互感器，结合“过压、过流检测单元”可对设备过载、短路及功率模块击穿等故障，实 现即时保护。经技术监督部门检测，完全可在150次闪络/分钟的环境下稳定运行。采用 低阻抗信号传输及波形整形电路设计，提高了设备在电场工况恶劣、烟气变化复杂及电网 谐波分量多的条件下的抗干扰能力。采用高阻抗(阻抗电压35 42%)中频变压器配置， 改善了对电场供电的伏安特性。配有反电晕振打联动接口，对高比电阻粉尘清灰时，自动转 换成间歇供电，即提高了振打清灰效果又抑制了二次扬尘。可配接浊度仪，通过浊度仪反馈 信号构成电除尘器的闭环控制，根椐浊度仪监测的烟气工况实时调整输出的电流、电压；既 能保证除尘率又能节约大量能源消耗。采用CAN总线结构可方便地实现与上位机联网，有 友好的人机界面，使操作控制变得简单、灵活。要提高电除尘器的除尘效率，减少粉尘排放，以达到新的环保标准，除了扩大和改 进电除尘器本体之外，更经济实用的办法就是注重系统，找出薄弱环节，实现最佳控制。常规工频高压硅整流电源产生的输出峰值电压，比本发明的输出直流电压要高20%左右。峰 值电压高在静电除尘器电场中易闪络。一旦有闪络现象，控制系统就要加以控制，降低电 压，显著的限制了加在电极上的平均电压，严重影响电除尘器的除尘效率。本发明提供了几 乎无波动的直流输出，这使得静电除尘器能够以闪络点电压运行，大大提高了加在电极上 的平均电压。与常规工频高压柜整流电源相比，本发明具有优异的闪络控制性能，它通过对 电场中电压电流波形变化的分析，能非常准确地判断闪络，并作出最佳处理；本发明提高了 静电除尘器的供电电压和电流，对于细而低比电阻的灰尘，电除尘器粉尘排放浓度显著降 低，提高了除尘效率；本发明采用电子计算机，实现数字5化控制，从而能够将电除尘系统 的各个设备的工作有机地连接起来，使其协调工作，以达到最佳控制。本发明采用数字化控制，具有如下优点首先，数字化控制可采用先进的控制方法 (如自适应用控制)和智能控制策略，使得电除尘器ESP的自动化程度更高；其次，控制灵 活，系统升级方便，可以在线设置、修改运行参数，远程开启和关闭电源；第三，可以在同一 个硬件系统中实现两种不同原理的控制，比如可以在以调频为主的同时实现某些特定情况 下的调宽控制；第四，数字传输比模拟量传输可靠性更高，进一步提高了电源的可靠性，易 于标准化；第五，系统维护方便；第六，系统一致性好，成本低，中断程序和分支程序的使用 省去了许多硬件电路，生产制造方便；第七，易于组成并联运行系统，扩大电源容量，满足大 功率电除尘器的需求；最后，可以兼备电除尘器设备系统的系统控制功能。本发明在计算机控制技术方面，还可以采用模糊概念，运用了模糊数学运算方法， 并且设有专家型经验数据库，使得设备具有很高的人工智能控制水平。该人工智能控制系 统可以根据不同用户、不同时间的不同工况条件，自动判别并自动选择在多种控制特性中 除尘效果最佳的那种控制特性进行控制，并且能够时时在线自动跟踪工况条件、不断从多 种控制特性中自动选择除尘效果最佳的控制特性。这就保证了电除尘器可长期稳定高效率 地运行。本发明在高压反馈信号方面采用了全隔离耦合方式，从而可以避免浪涌电压的冲 击，保证元器件的安全可靠；本发明在火花率控制方面，其火花率可提高到1000次/分钟以 上甚至可更高。上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种电除尘用智能中频高压双输出直流 电源，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何 简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。
权利要求
1.一种电除尘用智能中频高压双输出直流电源，其特征在于包括一三相带脱扣器空气开关，用来连接三相380V50HZ的交流电输入；一三相整流器，对三相380V50HZ交流电输入进行整流处理；一滤波器，对输入信号进行滤波处理；一单相中频逆变器，将输入的直流信号逆变处理成单相中频交流信号输出；一空气开关；一中频升压变压器，对输入的中频交流电压进行升压处理，转变为中频高压交流电输出；一中频双半波整流器，对中频高压交流电进行双半波整流处理，并设有二路高压直流 电输出；第一高压直流输出取样电路，采集第一路高压直流输出的电流、电压信号；第二高压直流输出取样电路，采集第二路高压直流输出的电流、电压信号；一隔离驱动器；以及一 DSP控制器，对输入信号进行分析、计算和处理，并输出对应的控制信号；三相带脱扣器空气开关的输入分别接三相380V50HZ的交流电输入，三相带脱扣器空 气开关的输出接至三相整流器输入，三相380V50HZ的交流电通过三相带脱扣器空气开关 输给三相整流器，由三相整流器对三相380V50HZ的交流电进行整流处理；三相带脱扣器空 气开关采集经过的第一输入电流信号、第一输入电压信号，并将该信号分别输出给DSP控 制器；三相整流器的输出接至滤波器的输入，三相整流器将整流处理后的信号输出给滤波 器进行滤波处理；滤波器的输出接至单相中频逆变器的输入，滤波器将整流、滤波后的直流 信号输出给单相中频逆变器进行变频和逆变处理；单相中频逆变器的输出通过空气开关接 至中频升压变压器的输入，单相中频逆变器向中频升压变压器输出中频交流信号，中频升 压变压器对该中频交流信号进行升压处理；单相中频逆变器采集经过的电流的温度信号， 并输出给DSP控制器；中频升压变压器的输出接至中频双半波整流器的输入，中频升压变 压器将升压后的中频交流信号输出给中频双半波整流器，中频双半波整流器对升压后的中 频交流信号进行双半波整流处理，并输出二路直流高压信号；第一高压直流输出取样电路 和第二高压直流输出取样电路的输入分别接至中频双半波整流器的输出，第一高压直流输 出取样电路、第二高压直流输出取样电路分别对中频双半波整流器的二路高压直流输出进 行取样处理；第一高压直流输出取样电路和第二高压直流输出取样电路的输出分别接至 DSP控制器；DSP控制器的输出通过隔离驱动器接至单相中频逆变器的控制输入端，DSP控 制器向单相中频逆变器输出能够调节单相中频逆变器输出幅值和频率的控制信号。
2.根据权利要求1所述的电除尘用智能中频高压双输出直流电源，其特征在于所述 的中频升压变压器包括次级绕组Tl ；所述的中频双半波整流器由二极管D1、二极管D2、二 极管D3和二极管D4构成；所述的第一高压直流输出取样电路由第一电流取样电阻Rll和 第一电压取样电阻R12构成；所述的第二高压直流输出取样电路由第二电流取样电阻R21 和第二电压取样电阻R22构成；次级绕组Tl的一端分别与二极管Dl的负极和二极管D2的 正极相连接，次级绕组Tl的另一端分别与二极管D3的负极和二极管D4的正极相连接；二 极管Dl的正极接至第一电压取样电阻R12的一端，第一电压取样电阻R12的另一端接至第 一电流取样电阻Rll的一端，第一电流取样电阻Rll的另一端接至二极管D4的负极；二极管D3的正极接至第二电压取样电阻R22的一端，第二电压取样电阻R22的另一端接至第二 电流取样电阻R21的一端，第二电流取样电阻R21的另一端接至二极管D2的负极；二极管 Dl的正极通过一个阻尼电阻RlO接至第一负载；二极管D3的正极通过一个阻尼电阻R20接至第二负载。
3.根据权利要求1所述的电除尘用智能中频高压双输出直流电源，其特征在于所述 的中频升压变压器包括次级绕组Tl ；所述的中频双半波整流器由二极管D1、二极管D2、二 极管D3和二极管D4构成；所述的第一高压直流输出取样电路由第一电流取样电阻Rll和 第一电压取样电阻R12构成；所述的第二高压直流输出取样电路由第二电流取样电阻R21 和第二电压取样电阻R22构成；次级绕组Tl的一端分别与二极管Dl的负极和二极管D2的 正极相连接，次级绕组Tl的另一端分别与二极管D3的负极和二极管D4的正极相连接；二 极管Dl的正极接至第一电压取样电阻R12的一端，第一电压取样电阻R12的另一端接至第 一电流取样电阻Rll的一端，第一电流取样电阻Rll的另一端接至二极管D4的负极；二极 管D3的正极接至第二电压取样电阻R22的一端，第二电压取样电阻R22的另一端接至第二 电流取样电阻R21的一端，第二电流取样电阻R21的另一端接至二极管D2的负极；二极管 Dl的正极通过一个阻尼电阻RlO与一个电容Cl的一端相连接，电容Cl的另一端接至负载； 二极管D3的正极通过一个阻尼电阻R20与一个二极管D5的负极相连接，二极管D5的正极 接至负载。
4.根据权利要求1所述的电除尘用智能中频高压双输出直流电源，其特征在于所述 的中频升压变压器包括次级绕组Tl ；所述的中频双半波整流器由二极管D1、二极管D2、二 极管D3和二极管D4构成；所述的第一高压直流输出取样电路由第一电流取样电阻Rll和 第一电压取样电阻R12构成；所述的第二高压直流输出取样电路由第二电流取样电阻R21 和第二电压取样电阻R22构成；次级绕组Tl的一端分别与二极管Dl的负极和二极管D2的 正极相连接，次级绕组Tl的另一端分别与二极管D3的负极和二极管D4的正极相连接；二 极管Dl的正极接至第一电压取样电阻R12的一端，第一电压取样电阻R12的另一端接至第 一电流取样电阻Rll的一端，第一电流取样电阻Rll的另一端接至二极管D4的负极；二极 管D3的正极接至第二电流取样电阻R21的一端，第二电流取样电阻R21的另一端接至第二 电压取样电阻R22的一端，第二电压取样电阻R22的另一端接至二极管D2的负极；二极管 Dl的正极通过一个阻尼电阻RlO接至第一负载；二极管D2的负极通过一个阻尼电阻R20接 至第二负载。
全文摘要
本发明公开了一种电除尘用智能中频高压双输出直流电源，包括三相带脱扣器空气开关、三相整流器、滤波器、单相中频逆变器、空气开关、中频升压变压器、中频双半波整流器、第一高压直流输出取样电路、第二高压直流输出取样电路、隔离驱动器和DSP控制器；该直流电源的中频双半波整流器输出二路直流高压，并通过二路取样电路反馈给DSP控制器，由DSP控制器向单相中频逆变器输出控制信号以调节频率和幅值。本发明具有输出电压高、电网输入平衡、可大幅度减少对电网的污染和提高电源利用效率的特点，且其所配的中频高压硅整流双输出变压器具有体积小、重量轻、造价便宜、效率高的特点。它应用广泛，可以应用于新除尘电场的建设以及旧电场的增效改造等。
文档编号H02M7/04GK102107157SQ20091026674
公开日2011年6月29日 申请日期2009年12月28日 优先权日2009年12月28日
发明者马宗煊, 黄志超 申请人:厦门锐传科技有限公司