电除尘器用幅值平稳的高能脉冲供电系统的制作方法

1.本发明涉及一种电除尘器用供电电源，尤其是一种电除尘器用幅值平稳的高能脉冲供电系统。


背景技术：

2.电除尘器是在高压电场力的作用下，使尘粒荷电并沉积在电极上，从而将尘粒从含尘气体中分离出来的除尘装置。传统的电除尘器供电电源为高压直流电源，所提供的高压直流为脉动且有纹波，存在着击穿电压低、细粉尘及高比电阻粉尘荷电效果差以及出现反电晕等现象，影响除尘效果。目前电除尘器供电电源包括脉冲发生部分供电电源和直流高压基波电源，脉冲发生部分供电电源为调幅式直流电源，为脉冲发生电路提供工作电压，脉冲发生电路产生的脉冲电压与直流高压基波电源所产生的高压直流电压叠加后为电除尘器供电，期望在高压脉冲加至电除尘器的短暂时间内，除尘器板线间产生高浓度的带电粒子，迫使细粉尘、高比电阻粉尘大量荷电，当除尘器内部电压降至基波电压时，大量荷电的粉尘将受到较强的电场力作用，快速地向收尘极移动，达到更好的收尘效果，以改善传统高压直流电源供电所存在的问题。然而，由于现有直流高压基波电源所输出的高压直流电压仍存在纹波，造成脉冲电压叠加不稳定，导致电除尘器放电频繁及电源频繁断电压制，无法发挥所叠加的脉冲电压作用，收尘效果更差；同时，脉冲发生电路产生的脉冲电压峰值晃动，亦容易造成电除尘器内部击穿等现象。


技术实现要素：

3.本发明是为了解决现有技术所存在的上述技术问题，提供一种电除尘器用幅值平稳的高能脉冲供电系统。
4.本发明的技术解决方案是：一种电除尘器用幅值平稳的高能脉冲供电系统，有脉冲发生部分供电电源u1和直流高压基波电源u2，所述脉冲发生部分供电电源u1的输出端通过限能电抗器l11与时序充电开关g11相接，所述时序充电开关g11与由电阻r11和电容c11串联而成的吸收回路并联，所述时序充电开关g11的输出端一路通过脉冲控制开关g12接地、一路依次通过储能电容c12、稳定谐振电抗器l12、低漏感脉冲变压器b的初级线圈后接地，所述脉冲控制开关g12与反向二极管d11并联，与脉冲控制开关g12还并联有由电阻r12、二极管d12及电容c13构成的吸收保护电路，所述低漏感脉冲变压器b的次级线圈一端通过电容c14与电除尘器接线端a相接、另一端接地；所述直流高压基波电源u2的输出端依次通过电压钳位二极管d14和交流抑制电抗器l13与电除尘器接线端a相接；软启动时间t1内，所述直流高压基波电源u2输出高压直流电压
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ud，通过电压钳位二极管d14、交流抑制电抗器l13和电除尘器接线端a给电除尘器充电至稳定的高压直流电压ud；软启时间t1后，所述的脉冲发生部分供电电源u1调节输出直流电压+up，使时序充电开关g11在t2时间内导通给储能电容c14充电，所述t2为1/pps对应周期的80%宽度，当储能电容c14充满后，时序充电开关g11关闭，延时100μs后，脉冲控制开关g12导通且持续时间t3=80μs，储能电容c14的电能通
过稳定谐振电抗器l12以谐振的方式释放到低漏感脉冲变压器b的一次绕组，低漏感脉冲变压器b的二次绕组通过耦合电容c14、电除尘器接线端a将电能充到电除尘器的容性负载上，之后脉冲控制开关g12关闭，时序充电开关g11导通，所述时序充电开关g11和脉冲控制开关g12均以1/pps的周期循环触发且逻辑上互锁，为电除尘器提供脉冲电压upk并叠加于高压直流电压ud上。
5.所述直流高压基波电源u2设有断路器k1，断离器k1通过三相电抗器l1与由可控硅d1、d2、d3、d4、d5、d6组成的三相可控整流桥相接，三相可控整流桥的输出通过由电感l2、电容c1和电感l3、电容c2组成的二阶直流电压滤波电路与h桥igbt逆变升压电路相接，所述h桥igbt逆变升压电路由高速的igbt模块ga、gb、gc、gd构成，h桥igbt逆变升压电路依次通过大功率高频变压器t1、高压侧滤波整流单元a1输出高压直流电压
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ud。
6.本发明所设置的时序充电开关和脉冲控制开关均以1/pps的周期循环触发且逻辑上互锁，保证在脉冲控制开关导通时，储能电容的充电回路完全断开，通过设置低漏感变压器及外串稳定谐振电感的方式，形成充分稳定的谐振，进而产生稳定的峰值脉冲，避免因脉冲电压峰值晃动而造成的电除尘器内部击穿等现象；另外直流高压基波电源输出平稳无纹波，为电除尘器提供稳定的高压直流电压，避免脉冲电压叠加后电场击穿及电源频繁关断等问题，使叠加的脉冲电压充分发挥作用，保证除尘器内部的细粉尘、高比电阻粉尘充分荷电，抑制反电晕，提高除尘效率。
附图说明
7.图1是本发明实施例的电路原理框图。
8.图2是本发明实施例中直流高压基波电源u2的电路图。
9.图3是本发明实施例中时序充电开关与脉冲控制开关的开通时序图。
10.图4是本发明实施例产生的高能脉冲叠加输出与现有脉冲叠加输出对比图。
具体实施方式
11.本发明的一种电除尘器用幅值平稳的高能脉冲供电系统如图1、3所示，有脉冲发生部分供电电源u1和直流高压基波电源u2，所述脉冲发生部分供电电源u1为一可幅值可调节的直流电源，其输出为0
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2500v电压，其输出端通过限能电抗器l11与时序充电开关g11相接，所述时序充电开关g11与由电阻r11和电容c11串联而成的吸收回路并联，所述时序充电开关g11的输出端一路通过脉冲控制开关g12接地、一路依次通过储能电容c12、稳定谐振电抗器l12、低漏感脉冲变压器b的初级线圈后接地，所述脉冲控制开关g12与反向二极管d11并联，与脉冲控制开关g12还并联有由电阻r12、二极管d12及电容c13构成的吸收保护电路，所述低漏感脉冲变压器b的次级线圈一端通过电容c14与电除尘器接线端a相接、另一端接地；所述直流高压基波电源u2的输出端依次通过电压钳位二极管d14和交流抑制电抗器l13与电除尘器接线端a相接；软启动时间t1内，所述直流高压基波电源u2输出高压直流电压
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ud，通过电压钳位二极管d14、交流抑制电抗器l13和电除尘器接线端a给电除尘器充电至稳定的高压直流电压ud；软启时间t1后，所述的脉冲发生部分供电电源u1调节输出直流电压+up，使时序充电开关g11在t2时间内导通给储能电容c14充电，所述t2为1/pps对应周期的80%宽度，当储能电容c14充满后，时序充电开关g11关闭，延时100μs后，脉冲控制开关g12导
通且持续时间t3=80μs，储能电容c14的电能通过稳定谐振电抗器l12以谐振的方式释放到低漏感脉冲变压器b的一次绕组，低漏感脉冲变压器b的二次绕组通过耦合电容c14、电除尘器接线端a将电能充到电除尘器的容性负载上，之后脉冲控制开关g12关闭，时序充电开关g11导通，所述时序充电开关g11和脉冲控制开关g12均以1/pps（脉冲重复频率pps为100次，即10ms一次）的周期循环触发且逻辑上互锁，为电除尘器提供脉冲电压upk并叠加于高压直流电压ud上。电除尘器内部在未产生放电通道时，脉冲已结束，其结果在电除尘器内部产生了一稳定的高能离子束，有利于细粉尘及高比电阻粉尘的荷电，在基波电压下达到高效收尘的作用。
12.所述直流高压基波电源u2如图2所示：设有用于与三相电源a、b、c（~380v，50hz）相接的断路器k1，断离器k1通过三相电抗器l1与由可控硅d1、d2、d3、d4、d5、d6组成的三相可控整流桥相接，三相可控整流桥的输出通过由电感l2、电容c1和电感l3、电容c2组成的二阶直流电压滤波电路与h桥igbt逆变升压电路相接，所述h桥igbt逆变升压电路由高速的igbt模块ga、gb、gc、gd构成，h桥igbt逆变升压电路依次通过大功率高频变压器t1、高压侧滤波整流单元a1输出高压直流电压
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ud。h桥igbt逆变采用不调频率的定频20khz方式，保证高频频率最高输出纹波最小，为电除尘器提供一个幅值稳定的高压直流基波电压。
13.本发明实施例所产生的高能脉冲叠加输出与现有技术所产生的脉冲叠加输出对比如图4所示。上图为现有技术所产生的脉冲叠加输出，其中upk1为电除尘器内部可承受的不击穿脉冲电压重复幅值，upk2为现有技术产生的晃动的基波幅值电压叠加晃动幅值的脉冲电压。因叠加峰值超过了电除尘器内部的可承受的击穿峰值电压，其结果造成了意外的电场击穿，电源需关电灭弧，等待电除尘器内部介质恢复绝缘状态并再次缓慢升压，造成除尘器内部失去电场力，除尘效果不能保证。下图为本发明实施例所产生的高能脉叠加输出示意图，其中ud为本发明实施例产生的稳定幅值基波电压
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高压直流电压，upk1为电除尘器内部可承受的不击穿脉冲电压重复幅值，upk为本发明实施例产生稳定幅值的脉冲电压，在电除尘器内部能耐受的极限击穿电压不变的情况下，长期稳定供电，除尘效果优于现有技术。