[实用新型]基于DSP的智能型高频高压直流电源

说明书

技术领域

本实用新型属于化工环保设备技术领域，尤其涉及基于DSP的智能型高频高压直流电源，其专用于化工领域内化工环保设备电捕焦油器、干式除尘器和湿式除尘器。

背景技术

静电沉积器是利用本体中施加的强电场使气体发生电离，即产生电晕放电，进而使灰尘荷电，并在电场力的作用下，将灰尘从气体中分离出来并加以捕集的装置。静电沉积器的除尘效率取决于对荷电灰尘的驱进速度，而其驱进速度与电晕电流的平均值成正比，还与二次电压平均值成正比；由此可见，要提高捕集效率应尽可能提高静电沉积器的平均值电压和电流(功率)。

在静电沉积行业通常采用单相L-C恒流源、单相晶闸管恒流源和三相晶闸管恒流源作为主要电源使用，这三种电源与高频电源存在如下缺点：单相电源三相不平衡，有缺相损耗；单相电源输出电压纹波系数大，易发生闪络，输出功率较小；三相晶闸管电源虽然输出纹波系数低，但晶闸管反应速度慢，在发生火花放电时，放电持续时间长，火花大，特别对易燃易爆的气体，风险很大。

随着国家对环保政策提出了更严格的要求，传统电除尘器正面临新的技术挑战。特别是火电厂和钢铁厂烟气的深度处理已成为主要的关注对象，湿式电除尘器(WESP)将成为火电、钢铁行业废气处理的终极首选设备，湿式电除尘器对PM2.5、PM10，SO3有很高的去除效率，但湿式电除尘器所使用的阳极大部分为导电玻璃钢，喷淋清灰时，电除尘器内发生闪络或者瞬态短路在所难免。电厂脱硫后湿式电除尘器的烟气量都比较大，对660MW以上的机组，湿式电除尘器所配的电源的规格一般都大于72kV/1.6A。电场容量大、电源功率高的情况下，电场出现闪络时，灭弧的难度增加，火花对本体的伤害也大。

现有技术中还存在三相L-C恒流源，三相L-C恒流源普遍存在体积庞大、成本高的缺点；同时恒流源中的恒流为分档台阶式恒流，其不利于达到最大输出功率。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型人经过多次设计和研究，提出了一种基于DSP的智能型高频高压直流电源，其专用于化工领域内化工环保设备电捕焦油器、干式除尘器和湿式除尘器。

依据本实用新型的技术内容，提供基于DSP的智能型高频高压直流电源，其特征在于：基于DSP的智能型高频高压直流电源由逆变单元1、基于DSP的控制器2和高压发生器3组成；逆变单元1由直流支撑电容C1、4只IGBT、谐振电容C2和电感L1组成；电容C1与IGBTQ1、Q2的集电极相连，IGBTQ1、Q2的发射极分别与IGBTQ3、Q4的集电极相连，谐振电容C2与电感L1和高压发生器中的T1初级相串联。

进一步地，在基于DSP的智能型高频高压直流电源中，支撑电容C1从外部获得直流能量完成滤波功能，变为平滑的直流，供给Q1、Q2、Q3、Q4组成的直流变为交流的逆变器，谐振电容C2、电感L1、互感器T1初级组成谐振回路，提供交流振荡电流，供应下一级。

进一步地，在基于DSP的智能型高频高压直流电源中，基于DSP的控制器由DSP、PFM发生器、信号调理电路、光纤路由器和触摸屏组成；DSP分别与信号调理电路、PFM发生器和光纤路由器相连，PFM发生器分别与Q1、Q2、Q3、Q4的驱动电路相连。

进一步地，在基于DSP的智能型高频高压直流电源中，光纤路由器输出一组到上位机；高压发生器3由高频高压变压器、整流桥式硅堆和电流电压取样电路组成；高频高压变压器T1与二极管D1、D2的阳极和电阻R1相连，二极管D1、D2的阴极与二极管D3、D4的阳极相连，二极管D3、D4的阴极相连到电阻R3，R1与R2相连，电阻R2与R3相连到保护地；高频高压变压器TI输出交流电压经D1/D2/D3/D4整流为负直流高压输出，R1/R2组成串联降压电路，电阻R3为分流电路。

此外，基于DSP的控制器通过信号调理取样后，控制PFM发生器发出合适的频率，处理电流电压反馈信号，形成闭环控制；用光纤路由器给触摸屏显示状态控制，并输出信号给上位机，多路信号在上位机上组态实现一台上位机多路组态控制。

本实用新型的基于DSP的智能型高频高压直流电源的优势在于：

1、三相平衡，无缺相损坏，功率因数始终达到0.95以上，电网污染小，电磁兼容性好；

2、主器件开关频率20KHZ,脉动系数低于0.5％，抑制峰值电压，提供更大的功率；输出为恒流输出，火花放电时反应速度低于70uS，同等三相电源响应时间大于3.3mS，可防止对阳极导电玻璃钢的损坏；

3、体积重量减少至1/5以下，节省材料；