[发明专利]一种电除尘用高压脉冲功率电源

说明书

技术领域

本发明涉及一种高压脉冲功率电源，特别涉及一种电除尘用高压脉冲功率电源。

背景技术

近年来，随着国家对大气污染的治理力度加大，企业的环保排放标准也在提高，很多工业烟气净化设备都达不到新标准，面临二次改造的处境。目前市场上主要的烟气净化设备为电除尘器。而电除尘器电源作为电除尘器的关键部件之一，它对电除尘器的除尘效果、能耗、工作稳定性、安全性都有着重要的影响。目前市场主要电源为三相电源和高频电源。

电除尘器是利用高压电场净化烟气中粉尘颗粒物的设备。电除尘器的烟气净化过程分三个阶段：1、气体电离和粉尘荷电：在电晕极与收尘极之间施加直流高电压，使电晕极附近的气体电离，产生大量正负离子。在电晕区，正离子立即被电晕极吸收过去，负离子则因受电场力的驱使向收尘极移动。2、粉尘沉积：荷电粉尘到达收尘极后，放出负电荷并沉积。3、清灰：将粉尘集入灰斗。

电除尘的效率与气体电离和粉尘荷电率直接相关，气体电离和粉尘荷电率与除尘器荷电电场的电压直接相关，电场电压升高可以使粉尘荷电率增加，从而提高除尘效率。同时，电场电压升高到一定程度，电场会发生闪络。闪络对电源较大的损害，应尽量避免。所以，为了解决除尘效率和闪络的对立矛盾，上述两种电源的做法是类似的，即在不发生严重闪络（有限次数闪络）的前提下，尽量提高电场电压。这样既可以保证电源的寿命，又可以尽可能的提高效率。

上述方法有一个缺陷。影响粉尘颗粒物荷电效果的一个参数是粉尘比电阻，烟气中粉尘颗粒物大小种类不同，其比电阻也不同。粉尘比电阻越高，荷电所需电压越高。上述方法在不发生严重闪络的情况下，对低比电阻粉尘的吸收效果较好，中比电阻的粉尘吸收效果一般，高比电阻的粉尘吸收效果较差。所以导致除尘器的除尘效果不能更好的提升；或者为提升除尘效果导致除尘能耗大幅增加，甚至减短除尘器寿命。

另一方面，从能耗角度来说，电除尘过程中，除尘电场所消耗能量中只有很小一部分用于给粉尘荷电，而其中的绝大部分是以电子的形式从阴极板移动到了阳极板，这相当于大量的电能空耗在电场中，使得电能利用率较低。要提高除尘效果，就要增大电场电压以提高对微小粒径粉尘和高比电阻粉尘的收集；要降低损耗，就要降低电场电压，以减少空耗在电场中的能量。节能与减排成为矛盾的对立面。现有电源通常是在节能与减排之间寻求平衡，或者说在尽量满足减排的前提下，追求节能最大化。

发明内容

本发明的目的就是为了避免背景技术中的不足，提供一种电除尘用高压脉冲功率电源。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种电除尘用高压脉冲功率电源，包括主回路开关、高压基波电路、脉冲功率发生器、耦合电路、检测电路、DSP控制器；

所述主回路开关与三相电源相连，其由断路器和接触器串接而成；

所述高压基波电路包括第一双向可控硅回路、第一三相工频变压器、高压硅全桥整流器，输入的三相交流电通过主回路开关，经过第一双向可控硅回路，输入三相工频变压器，得到负极性的直流高压，然后经高压硅全桥整流器滤波后输入到耦合电路； 

所述脉冲功率发生器包括第二双向可控硅回路、第二三相工频变压器、三相全桥整流滤波电路、IGBT模块、脉冲变压器，输入的三相交流电经主回路开关和第二双向可控硅回路到达第二三相工频变压器初级侧，经第二三相工频变压器升压、三相全桥整流滤波电路后产生直流母线电压，通过IGBT模块动作、再经脉冲变压器升压，产生高压脉冲，经滤波后输入到耦合电路；

所述DSP控制器分别与第一双向可控硅回路、第二双向可控硅回路以及IGBT模块联接，其包括PWM信号输出、模拟信号处理、键盘、液晶显示单元、存储单元、通讯接口单元、故障检测及保护单元，实现对检测电路的模拟量采集、处理并在液晶显示器显示，智能调整双向可控硅导通角，从而调整输入电压大小，智能检测故障以及在发生故障时启动保护；

所述检测电路与DSP控制器联接，其包括基波部分的三相输入电压/输入电流检测电路、输出基波电压/电流检测电路，脉冲部分的三相输入电压/输入电流检测电路、直流母线电压检测电路、输出脉冲峰值电压检测电路、峰值电流检测电路，所有检测电路均采用光耦隔离。

对于本发明的一种优化，所述IGBT模块采用LC谐振式软开关技术，其包括吸收回路、过压保护电路 、过流保护电路。

对于本发明的一种优化，所述耦合电路采用高压耦合电容作为耦合器件。

对于本发明的一种优化，高压硅全桥整流器及三相全桥整流滤波电路均由六个高压硅堆联接构成。