电除尘用高频高压直流叠加高压脉冲电源的制作方法

【技术领域】

[0001]本发明涉及电除尘，特别是一种电除尘用高频高压直流叠加高压脉冲电源。

【背景技术】

[0002]伴随着我国工业化水平的不断提高，空气污染也越来越严重，尤其是最近几年雾霾天气的持续不断发生，更是为我国经济发展方式敲响警钟。为了治理空气污染，国家不断出台更加严厉的政策和行业标准，最新实行的《火电大气污染排放标准》(GB13223-2011)对火电厂烟尘排放标准提高到30mg/m3，重点地区甚至要求低于20mg/m3，这对于我国占比60%以上发电量的火力发电厂而言是巨大的考验，传统的静电除尘器很难达到如此严格的要求，所以必须对传统静电除尘器进行更新换代。脉冲电源供电是已经经过验证的可行有效方案，然而已经应用于实践的脉冲电源技术知识产权都归国外所有。

【发明内容】

[0003]本发明提供一种电除尘用高频高压直流叠加高压脉冲电源，该电源在考虑除尘效率、综合成本、运行可靠性、维护难度、占地面积等因素的情况下，该电源最终在电除尘的振打装置上产生具有高压直流偏置的200Hz、近纳秒级上升沿及微秒级脉宽的脉冲电压，能够有效抑制反电晕，并且对高比电阻粉尘能有效除尘，同时相对已有除尘器而言具有良好的节电效果。

[0004]本发明的技术解决方案如下:

[0005]—种电除尘用高频高压直流叠加高压脉冲电源，其特点在于:由高频高压直流电路、高压脉冲电路和耦合电路组成，所述的耦合电路由防反二极管、耦合电感、保护电阻和隔直电容构成，所述的高频高压直流电路输出的高频高压直流依次经所述的防反二极管、耦合电感、保护电阻施加到除尘器上，所述的高压脉冲电路输出的高压脉冲电流经所述的隔直电容施加到所述的除尘器上。

[0006]所述的高频高压直流电路与高压脉冲电路都是由三相380V交流市电经二极管全桥整流并经电容稳压滤波后为后续电路提供直流电源。

[0007]所述的高频高压直流电路包括:三相市电经二极管全桥整流并经稳压电容，为全桥IGBT逆变器提供直流源，500V直流电压经该全桥IGBT逆变器的逆变后输出20kHz高频交流电压，经第五电感和第五电容滤波后输入到高频变压器，该高频变压器的输出端再经全桥二极管整流得到纹波很小的1kV直流高压，该直流高压依次经过防反二极管、耦合电感和保护电阻连接到除尘器上；

[0008]所述的高压脉冲电路由低压充放电回路、脉冲变压器、高压充放电回路、压控开关、传输线构成；

[0009]所述的低压冲放电回路，由LC倍压电路与第一晶闸管组成充电回路，第四电容、第四电感与脉冲变压器原边和第二晶闸管组成放电回路，所述的脉冲变压器的副边依次由第二二极管、并联的第五缓冲电感和第四电阻、第五电容相连构成充电回路，第三二极管和第三电阻串联后反向并联在所述的脉冲变压器的副边，在所述的第五电容和第五缓冲电感和第四电阻的节点接所述的压控开关的输入端，该压控开关的输出端和地之间接可变电阻，在所述的可变电阻和压控开关的输出端的连接点通过所述的传输线和隔直电容连接到除尘器

[0010]所述的脉冲变压器为中低频脉冲变压器。

[0011]本发明的技术效果:

[0012]1、本发明的脉冲变压器为中低频脉冲变压器，得到1kV脉冲只需1:5变比。副边反向并联二极管和电阻用以吸收脉冲变压器反向脉冲能量。

[0013]2、本发明的压控开关通过测量脉冲变压器的副边电容的电压，当电压冲到最大值或超过设定的阈值时导通，该电容向可变电阻及传输线及负载迅速放电，得到窄脉冲，并且极大压缩了脉冲的上升时间。脉冲变压器的副边的第五电容经压控开关接可变电阻。当第五电容电压达到最大值(或设置一阈值，大于时动作)时导通，向可变电阻以及传输线及负载放电。可变电阻的大小决定了脉冲宽度，所以改变可变电阻的大小可调节脉冲宽度以适应不同的除尘环境的要求。

[0014]3、在可调电阻与除尘器之间用传输线和隔直电容连接。传输线的作用是将负载端的脉冲电压幅值增加一倍，从而使所述的脉冲变压器的变比降低二分之一，相比而言，节省了成本。所述的隔直电容的作用是防止负载端耦合叠加的直流电压对脉冲回路侧造成影响。

[0015]4、所采用传输线可以用型等效电路替代，由于负载几乎可看做是开路，根据行波全反射原理，传输线的输出脉冲是输入脉冲的2倍，即传输线Tr具有倍压作用，这样可以将脉冲变压器Tpl变比降低一半。

[0016]5、本发明经专业仿真软件仿真结果显示，能够为负载提供具有近于ns级上升时间和几十us级脉冲宽度直流叠加脉冲电源，能够满足除尘要求。

[0017]6、本发明最终能在除尘器的振打装置上产生具有高压直流偏置的200Hz、近纳秒级上升沿及微妙级脉宽的脉冲电压，能够有效抑制反电晕，并且对高比电阻粉尘能有效除尘，同时相对已有除尘器而言具有良好的节电效果。

【附图说明】

[0018]图1为本发明高频高压直流叠加高压脉冲耦合向除尘器供电的示意图

[0019]图2为高压脉冲电路原理图

[0020]图3为高频高压直流电路原理图

[0021]图4为晶闸管开关信号时序Matlab/Simulink仿真结果

[0022]图5为加载到负载(除尘器)的电压Matlab/Simulink仿真结果

【具体实施方式】

[0023]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。

[0024]如图1所不，本发明电除尘用尚频尚压直流置加尚压脉冲电源，由尚频尚压直流电路、高压脉冲电路和耦合电路组成，所述的耦合电路由防反二极管D1、耦合电感L1、保护电阻Rl和隔直电容Cl构成，所述的高频高压直流电路输出的高频高压直流依次经所述的防反二极管D1、耦合电感LI和保护电阻Rl施加到除尘器上，所述的高压脉冲电路输出的高压脉冲电流经所述的隔直电容Cl施加到所述的除尘器上。图中C2、R2为除尘器的阻抗。

[0025]如图2所示，所述的高压脉冲电路由低压充放电回路、脉冲变压器Tpl、高压充放电回路、压控开关S和传输线Tr构成；

[0026]所述的低压冲放电回路，由LC倍压电路L2和C4与第一晶闸管Tl组成充电回路，第四电容C4、第四电感L4与脉冲变压器Tpl的原边和第二晶闸管T2组成放电回路，所述的脉冲变压器Tpl的副边由依次的第二二极管D2、并联的第五缓冲电感L5和第四电阻R4、第五电容C5相连构成充电回路，第三二极管D3和第三电阻R3串联后反向并联在所述的脉冲变压器Tpl的副边，在所述的第五电容C5和第五缓冲电感L5和第四电阻R4的节点接所述的压控开关S的输入端，该压控开关S的输出端和地之间接可变电阻R5，在所述的可变电阻R5和压控