[发明专利]一种等离子体点火系统及其电源系统

说明书

技术领域

本发明涉及等离子体装置，特别涉及适用于等离子体点火系统及其电源系统。

背景技术

目前，火力发电厂煤粉锅炉的点火及稳燃通常采用燃烧燃油的方式来实现。但是，这种燃油点火方式点火时间长、耗油量大。随着世界能源日益紧张，无油点火已成为锅炉点火的研究热点。在众多的无油点火方案中，等离子体点火技术受到了业界的广泛重视。与传统的油枪点火相比，等离子体点火具有经济、环保、高效、自动化程度高等诸多优点。目前，等离子点火接稳燃技术已成功应用于数百台300MW以上的发电机组，总装机容量达到2.3亿千瓦。

与等离子体发生器相配套的电源系统对成功点火和稳然至关重要。相应的电源系统先后采用过恒压源硬特性电源串电阻和饱和电抗器调压电源。但因能量消耗依然较大、响应速度慢等缺点而难以广泛推广。当前，应用最为广泛的等离子体发生器专用电源系统采用了晶闸管器件的三相桥式整流电路结构。

本发明的发明人对现有的采用晶闸管器件的等离子体发生器专用电源系统进行了深入研究，发现存在以下问题：

由于电源负载为发生器电弧，其特性相当复杂，相应地，要求所配套的电源系统具有较快的响应速度。而现有的用于等离子体发生器的电源系统难以满足这一要求。

发明内容

本发明的发明人发现上述现有技术中存在问题，并因此针对所述问题中的至少一个问题提出了一种新的技术方案。

本发明的一个目的是提供一种用于等离子体发生器的电源系统以及包括该电源系统的等离子体点火系统的技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于等离子体发生器的电源系统，包括多脉波隔离变压器和高频开关电源柜。其中，多脉波隔离变压器与电网连接，将电网电压降压隔离后输入至高频开关电源柜。高频开关电源柜产生脉动直流电压并进行高频调制，从而输出恒定的直流电。

优选地，高频开关电源柜包括整流模块单元，该整流模块单元的电路可以采用降压式变换电路拓扑结构。

优选地，整流模块单元可包括三相整流桥、输入滤波电感、输入滤波电容、主功率开关管、续流二极管和输出滤波电感。其中，三相整流桥的输出端与输入滤波电感的输入端连接。输入滤波电感的输出端与输入滤波电容的正端和续流二极管的阴极分别连接。输入滤波电容的负端与所述主功率开关管的发射极连接。主功率开关管的集电极与续流二极管的阳极和输出滤波电感分别连接。

优选地，主功率开关管与续流二极管由绝缘栅双极型晶体管模块构成。

优选地，整流模块单元为模块化结构，多个所述整流模块单元并联连接。

优选地，高频开关电源柜还包括PLC控制单元和功率变换控制单元。其中，所述功率变换控制单元根据所述PLC控制单元的控制信号对所述整流模块单元进行控制。

优选地，功率变换控制单元采用脉冲宽度调制方式对所述整流模块单元进行闭环控制。

优选地，多脉波隔离变压器包括至少一个高压绕组和多个低压绕组，所述多个低压绕组中的相邻线圈之间的相位差相同。

优选地，多个低压绕组可以并联运行。

根据本发明的第一方面，提供了一种等离子体点火系统，包括等离子体发生器和相配套的电源系统。其中，电源系统包括多脉波隔离变压器和高频开关电源柜。多脉波隔离变压器与电网连接，将电网电压降压隔离后输入至所述高频开关电源柜。所高频开关电源柜产生脉动直流电压并进行高频调制，从而将恒定的直流电输出至所述等离子体发生器。

其中，高频开关电源柜包括PLC控制单元、功率变换控制单元和整流模块单元，功率变换控制单元根据所述PLC控制单元的控制信号对所述整流模块单元进行控制，所述整流模块单元的电路采用降压式变换电路拓扑结构。

多脉波隔离变压器包括至少一个高压绕组和多个低压绕组，所述多个低压绕组中的相邻线圈之间的相位差相同。

本发明的一个优点在于，由于采用了高频电源柜，高频开关电源柜能够产生脉动直流电压并进行高频调制，有效提高了电源系统的响应速度，能够满足等离子发生器对响应特性的要求。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本发明，其中：

图1是示出本发明的用于等离子体发生器的电源系统的一个实施例的结构示意图。

图2是示出图1中的整流模块的电路示意图。