一種高頻高壓靜電除塵電源的制作方法
【專利摘要】本實用新型提出了一種高頻高壓靜電除塵電源，解決了現(xiàn)有技術(shù)中除塵效果差、成本高、能耗大的問題，包括：三相工頻電源、整流部分、逆變部分、變壓器和高壓整流部分，整流部分包括SCR整流器和濾波電容，SCR整流器將交流電整流為直流電并經(jīng)過濾波電容輸出，整流部分與逆變部分連接，逆變部分包括兩路連接的SCR逆變器。本實用新型省掉了集總式串聯(lián)諧振的電感器和電容器，把有害的高頻分布參數(shù)變成了高頻逆變工作參數(shù)，穩(wěn)定且可靠，從而解決了IGBT失效率過高的難題，并大大提高了高頻高壓逆變的可靠性。
【專利說明】一種高頻高壓靜電除塵電源
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種電源，特別是指一種高頻高壓靜電除塵電源。
【背景技術(shù)】
[0002]電源是實現(xiàn)電能變換和功率傳遞的主要設(shè)備，是一種技術(shù)含量高、知識面寬、更新?lián)Q代快的產(chǎn)品，此產(chǎn)品現(xiàn)今已廣泛應(yīng)用到能源、信息、化工、機械等領(lǐng)域。在當前信息時代，上述各行各業(yè)都在迅猛異常地發(fā)展，發(fā)展的同時又對電源產(chǎn)業(yè)提出了更多更高的要求，如節(jié)能、節(jié)電、節(jié)材、縮體、減重、防止污染、改善環(huán)境、可靠、安全等。這就迫使電源工作者在電源研發(fā)過程中不斷探索，尋求各種相關(guān)技術(shù)，做出合格電源產(chǎn)品，以滿足各行各業(yè)的要求。
[0003]當代的靜電除塵領(lǐng)域里，被稱為第一種靜電除塵電源-傳統(tǒng)工頻式電源，隨著最佳電火花率除塵理論的傾覆，已經(jīng)逐漸走向了退出歷史舞臺之路。而在“節(jié)電理論”因?qū)е?，新近興起的被稱為第二種靜電除塵電源一傳統(tǒng)IGBT式高頻電源，除塵效果顯著提高，節(jié)電效果也很顯著，但是存在輕載時逆變主開關(guān)器件IGBT失效率很高，以及空載時IGBT失效率更高的問題，這成為限制高頻電源發(fā)展應(yīng)用的一道國內(nèi)外公認的瓶頸性科技難題。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型提出一種高頻高壓靜電除塵電源，解決了現(xiàn)有技術(shù)中除塵效果差、成本聞、能耗大的問題。
[0005]本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0006]一種高頻高壓靜電除塵電源，包括:三相工頻電源、整流部分、逆變部分、變壓器和高壓整流部分，整流部分包括SCR整流器和濾波電容，SCR整流器將交流電整流為直流電并經(jīng)過濾波電容輸出，整流部分與逆變部分連接，逆變部分包括兩路連接的SCR逆變器。
[0007]優(yōu)選的，三相工頻電源的電壓為380V，頻率為50Hz。
[0008]優(yōu)選的，變壓器包括磁芯，磁芯為軟磁材料鐵氧體磁芯。
[0009]優(yōu)選的，高壓整流部分包括并行連接的兩路二極管電路和一路電容電路。
[0010]優(yōu)選的，還包括瞬時遮斷環(huán)節(jié)。
[0011]本實用新型省掉了集總式串聯(lián)諧振的電感器和電容器，從而把有害的高頻分布參數(shù)，變成了高頻逆變工作參數(shù)，穩(wěn)定且可靠，從而解決了 IGBT失效率過高的難題，并大大提高了高頻高壓逆變的可靠性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0013]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；[0014]圖2為本實用新型電路原理圖。
[0015]圖中:
[0016]1、三相工頻電源；2、整流部分；3、逆變部分；4、變壓器；5、高壓整流部分；6、控制器。
【具體實施方式】
[0017]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0018]圖1所示，本實用新型包括三相工頻電源1、整流部分2、逆變部分3、變壓器4、高壓整流部分5和控制器6，整流部分2包括SCR整流器和濾波電容，SCR整流器能把三相工頻電源I整流成直流電，整流后的直流電再經(jīng)過濾波電容濾波后輸出，整流部分2連接有能將直流逆變成高頻方波的逆變部分3，逆變部分3為兩相全橋逆變器，優(yōu)選的，逆變器為SCR逆變器，本實用新型還包括可以為負載提供一個直流電壓的變壓器4和由高壓整流橋組成的高壓整流部分5，變壓器4用于將交流電升壓后為負載供電，這里所述的負載為靜電除塵器?？刂破?包括頻率轉(zhuǎn)換單元，可以根據(jù)變壓器的類型選擇工作頻率范圍。
[0019]本實用新型充分利用變壓器本身的參數(shù)，實現(xiàn)電能的高頻化，它通過對電能的整流一逆變一整流的處理后，輸出穩(wěn)定的直流高壓，具體而言，用于三相整流的整流部分2可在市場上選購，也可購買SCR整流器、控制芯片和驅(qū)動模塊設(shè)計制造，直流濾波電容要選得足夠大，SCR逆變器為現(xiàn)有技術(shù)，可在電子市場購買，變壓器4輸出后的高壓整流部分5包括四個高頻高壓二極管和一個電容CO組成，最后輸出到負載除塵器(未示出)，優(yōu)選的，變壓器4的磁芯可采用軟磁材料鐵氧體，并可采用導(dǎo)熱絕緣固體材料澆筑，其中軟磁材料鐵氧體為現(xiàn)有技術(shù)。
[0020]如圖2所示，由整流器SCRl和濾波電容Cl和C2構(gòu)成的整流部分2把電網(wǎng)E輸出的工頻電能整流成直流，電網(wǎng)E為三相工頻電源，然后通過由高頻全橋SCR2-1和SCR2-2逆變器構(gòu)成的逆變部分3將直流逆變成高頻方波，圖中Tl為變壓器4，變壓器4將高頻電壓升壓后，通過高頻高壓整流橋構(gòu)成的高壓整流部分5整流后為負載供電，高壓整流部分5包括二極管D0-D3和電容CO，由于靜電除塵器負載的狀態(tài)隨時變動，即其等效電阻不斷在變化，為了穩(wěn)定而安全地為除塵器供電，控制器6對信號進行分析處理，采取相應(yīng)的控制策略，控制前端的整流環(huán)節(jié)和逆變環(huán)節(jié)，實時地對電壓起快速的調(diào)節(jié)作用。
[0021]將三相工頻交流電輸入整流部分2，將三向工頻電源I整流為直流，將直流電經(jīng)過濾波電容濾波，濾波后的直流電輸入逆變部分4中，控制器6可根據(jù)變壓器4的類型設(shè)置可選擇的工作頻率范圍，本實用新型通過電網(wǎng)E送電到以可控硅整流器SCRl為控制開關(guān)器件的整流部分，電網(wǎng)E輸出的三相工頻電源I，其電壓為380V，頻率為50HZ，然后再送到以可控硅整流器SCR2-1、SCR2-2為主開關(guān)器件的逆變部分3，電源系統(tǒng)的主電路呈SCR-SCR結(jié)構(gòu)形式。
[0022]逆變部分3設(shè)有主回路SCR逆變顛覆時的瞬時遮斷環(huán)節(jié)，SCR是一種不能自然關(guān)斷的器件，任何一個有效的非同步性觸發(fā)干擾或非同步性主回路干擾，都可能導(dǎo)致SCR逆變顛覆，尤其是它所面對的靜電除塵器是一個極其惡劣的負載條件，其隨時隨地都可能發(fā)生高壓放電、高壓短路、高壓開路或高壓輕載，其極易誘發(fā)SCR逆變顛覆，本實用新型的SCR逆變顛覆遮斷環(huán)節(jié)，是有效的和可靠的，其有效遮斷時間只有100 μ S，且正常逆變時并不消耗電能。有效的克服了上述問題，成功地把傳統(tǒng)的硅可控整流器件即SCR作為靜電除塵高頻逆變電源的主開關(guān)器件，且能夠穩(wěn)定地逆變到8kHz-15kHz的頻率上。
[0023]其工作過程為:SCR逆變顛覆時，它通過電流取樣環(huán)節(jié)IP，從SCR2-2獲得SCR逆變顛覆信號，使遮斷環(huán)節(jié)遮斷逆變顛覆的SCR2-l、SCR2-2，遮斷環(huán)節(jié)在正常逆變過程中不消耗電功率，而SCR逆變顛覆時，它通過電流取樣環(huán)節(jié)，從SCR高頻逆變器獲得SCR逆變顛覆信號，使遮斷環(huán)節(jié)遮斷逆變顛覆的SCR2-1、SCR2-2開關(guān)器件，其遮斷速度可達lOOus。SCR高頻逆變器的主回路，采用純分布參數(shù)式高頻逆變，即高頻逆變主回路中沒有傳統(tǒng)的集總參數(shù)式的諧振電感器、電容器。同時其逆變頻率為8kHz?15kHz。SCR系統(tǒng)控制器，該電源系統(tǒng)具有V-MOS式或IGBT式的全部控制特性，整機滿足靜電除塵對高壓電源的特殊要求。
[0024]本實用新型完全省掉了集總式串聯(lián)諧振的電感器和電容器，從而把有害的高頻分布參數(shù)，變成了高頻逆變工作參數(shù)，穩(wěn)定且可靠。采用常見的可控硅整流器件SCR，來替代常見的高頻逆變系統(tǒng)的主開關(guān)器件IGBT，從而解決了 IGBT失效率過高的難題，基于SCR-SCR式結(jié)構(gòu)的大功率高頻高壓靜電除塵電源，是專門用于靜電除塵系統(tǒng)的直流電源，其用于靜電除塵系統(tǒng)時，節(jié)電多(80%以上)，可靠性高，符合靜電除塵領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展方向，其采用的SCR-SCR式高頻高壓逆變方法，結(jié)構(gòu)簡單、有效，并大大提高了高頻高壓逆變的可靠性；采用的高壓電壓U0、高壓電流IO雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，使高壓電源系統(tǒng)形成矩形負載特性，并實現(xiàn)對粉塵濃度的自動跟蹤控制等。
[0025]本產(chǎn)品將在我國大氣污染、節(jié)約電能、節(jié)約材料方面，起到非常大的推動作用。
[0026]1、節(jié)材:以80平方米除塵器為例，由于采用本實用新型中的高頻高壓靜電除塵電源，每臺除塵器實際比原來節(jié)約鋼材60噸，僅此一項可降低材料費21萬元，另外由此節(jié)約安裝費約20萬元，兩項之和為41萬元。
[0027]2、節(jié)能:以首鋼80平方米除塵器為例，由于采用本實用新型中的高頻高壓靜電除塵電源電源，經(jīng)實測電耗功率為4.95KW，根據(jù)實際測量節(jié)電率為90%，與同廠同時運行的工頻電除塵器相比較，實測節(jié)電38.5KW，每臺每年節(jié)約電費開支13.86萬元。
[0028]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高頻高壓靜電除塵電源，其特征在于，包括:三相工頻電源、整流部分、逆變部分、變壓器和高壓整流部分，所述整流部分包括SCR整流器和濾波電容，所述SCR整流器將所述三相工頻電源輸出的交流電整流為直流電并經(jīng)過所述濾波電容輸出，所述整流部分與所述逆變部分連接，所述逆變部分包括兩路連接的SCR逆變器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高頻高壓靜電除塵電源，其特征在于，所述三相工頻電源的電壓為380V，頻率為50Hz。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高頻高壓靜電除塵電源，其特征在于，所述變壓器包括磁芯，所述磁芯為軟磁材料鐵氧體磁芯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高頻高壓靜電除塵電源，其特征在于，所述高壓整流部分包括并行連接的兩路二極管電路和一路電容電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高頻高壓靜電除塵電源，其特征在于，還包括瞬時遮斷環(huán)節(jié)。
【文檔編號】B03C3/66GK203504420SQ201320580662
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】趙富, 于文海, 李澤民, 趙善祥, 邊靜 申請人:石家莊維拓科技有限公司