[发明专利]一种带有硬件开路保护电路的工频恒流高压电源

说明书

本发明提供一种带有硬件开路保护电路的工频恒流高压电源，具体为一种带有硬件开路保护电路的单相工频恒流高压电源或者一种带有硬件开路保护电路的三相工频恒流高压电源，在变压器原边连接有硬件开路保护电路，能够解决传统工频恒流高压电源中开路保护电路的缺陷，实现快速开路保护，提高恒流高压电源的可靠性。

技术领域

本发明涉及一种带有硬件开路保护电路的工频恒流高压电源，具体为一种带有硬件开路保护电路的单相工频恒流高压电源或者一种带有硬件开路保护电路的三相工频恒流高压电源。

背景技术

随着工业化的快速发展和不断深化，工业排放造成的空气污染问题越来越严重，治理大气污染问题具有重要现实意义。高压静电除尘法以其除尘效率高、处理粉尘的颗粒度范围宽、运行稳定性和可靠性高、投产后维护管理方便等一系列优点成为当今工业生产中应用日益广泛的一种先进除尘方法。高压静电除尘器包括本体结构和供电电源装置两部分，采用不同的本体结构和供电电源，对除尘设备的寿命和除尘效率有很大的影响。除尘电源的正常工作状态是电晕放电，输出状态是具有一定的电压和电流，一般情况下为了提高除尘效率，尽可能提高电源的输出电压和电流，当电压提高到一定程度，带有粉尘的气体会被击穿，造成击穿放电，相当于电源的负载短路，电流突然剧烈增大，给电源和本体都造成巨大破坏，因此电流源更适合这种负载经常短路打火的场合。工频恒流高压电源由于具有天然抗负载短路的能力，而且在负载短路时对电源和本体的冲击比较小，因此非常适合于电除尘领域。

工频恒流高压电源利用了电感、电容、电感组成谐振网络的电压-电流转换性质以及具有恒流输出特性的原理，工频恒流高压电源分成单相工频恒流高压电源和三相工频恒流高压电源。如图1所示，单相工频恒流高压电源输入的是单相交流380V电压源V1，然后经过一个由第一电感L1、第一电容C1、第二电感L2组成的单相LCL谐振网络把单相电压源转化为单相电流源，然后施加到第一工频升压变压器TI1上，第一工频升压变压器TI1副边连接由高压硅堆组成的第一单相整流桥BD1，把工频交流整流成直流，然后施加到第一等效负载R1、第二电容C2上。如图2所示，三相工频恒流高压电源输入的是三相交流380V 电压源V2，然后经过一个由第三电感L3、第四电感L4、第五电感L5、第六电感L6、第七电感L7、第八电感L8、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5组成的三相对称LCL谐振网络把三相电压源转化为三相电流源，然后施加到三相工频升压变压器TYY1上，三相工频升压变压器TYY1原边和副边都是星型接法，副边连接由高压硅堆组成的三相整流桥BD2，把三相工频交流整流成直流，然后施加到第二等效负载R2、第六电容C6上。

图1和图2描述的是工频恒流高压电源的基本拓扑结构，在此基础上，为了控制恒流源的输出电流，有两种方法。第一种是控制恒流高压电源的输入电压，具体是由反并联的可控硅组成的交流调压电路来实现，对于单相工频恒流高压电源，在图1的基础上加上单相交流调压电路，变成图3所示的电路，通过调节第一可控硅SR1、第二可控硅SR2的导通角可以控制电源输出的电流，对于三相工频恒流高压电源，在图2的基础上加上三相交流调压电路，变成图4 所示的电路，通过调节第三可控硅SR3、第四可控硅SR4、第五可控硅SR5、第六可控硅SR6、第七可控硅SR7、第八可控硅SR8的导通角可以控制电源输出的电流。第二种方法是不调节输入电压的大小，而是通过调节LCL谐振网络的阻抗大小，来调节电源输出电流的大小，具体实现方式是分成多组LCL谐振网络，根据输出电流大小的要求用接触器分别把不同组数的LCL谐振网络投切到电路里，实际上相当于几个LCL谐振网络的并联，并联组数不同，则LCL谐振网络的等效阻抗不同，则输出电流不同。由于投切LCL谐振网络在技术上需要很多的接触器，这不但增加了成本，降低了的可靠性，而且恒流高压电源输出电流的调节是有极性的，即一档一档的调节，而不是连续无极调节，因此用交流调压电路来实现恒流高压电源输出电流调节要比调节LCL谐振网络阻抗要好的多。