高压电源制造技术

一种高压电源包括三相高压变压器(3)和三相高压桥式整流器(4)。变压器(3)的初级侧具有可连接到工业三相市电网的相(A,B,C)的三个输入端子，并且变压器(3)的次级侧具有连接到桥式整流器(4)的三个相应输入端子的三个输出端子。桥式整流器(4)配置成向负载(2)供应经整流的高电压。该电源进一步包括被配置成在第一状态与第二状态之间切换的切换装置(22)，在第一状态中变压器(3)的所有输入端子连接到市电网的相应相以便以三相操作模式操作，在第二状态中变压器(3)的输入端子中的至少一个输入端子与市电网断连以便以单相操作模式操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种包括三相高压变压器和三相高压桥式整流器的高压电源，还涉及一种包括静电除尘器和高压电源的静电除尘设备。
技术介绍
高压电源被用于几种应用，包括静电除尘器的高压供电，静电除尘器被用在例如过滤从从工业处理排放的气体中的微粒。取决于烟道气体的化学成分和特性(温度、湿度、SO2等等)，这种微粒具有不同的电阻率。术语“烟道气体”指的是经由烟道，即用于传送来自工业处理的排放气体的管道或通道，排到大气的气体。通常，静电除尘器包括在气体方向上串联的几个静电场。因为灰尘浓度沿着静电除尘器降低，即，在每个场的入口处的灰尘浓度是不同的，每个场具有其自己的高压电源。在静电除尘的领域中已知的是：为了优化性能，施加到静电除尘器的电压的波形必须匹配微粒的电阻率。当处理的微粒具有低电阻率时，施加到各个静电除尘器场的平滑的电压波形(非常低的纹波)是有益的。对于增加的电阻率而言，具有相当大的纹波(在数十kV的范围内)的电压波形是合适的。对于非常高的电阻率，由所谓的脉冲发生器,一种复杂得多的设备,提供的高压窄脉冲(在数十微秒的范围内)是最适合的波形。适合于具有低电阻率的微粒的平滑电压波形可以通过使用包括三相高压变压器和三相高压桥式整流器的三相高压电源来生成。因此，该电源还可以被称为三相变压整流组(TR组)。变压整流组通常被浸在变压器充油箱中。三相变压整流组可以能够交付在范围70-120kV内的输出平均电压和在范围200-4000mA内的输出平均电流，这意味着涉及的功率是相当大的，例如100kV和4000mA将产生400kW的输出功率。适合于微粒的增加的电阻率或中等电阻率的脉动更强的波形，即具有相当大的纹波的电压波形，可以由单相高压供应器提供。单相高压供应器包括单相变压整流组，该单相变压整流组具有单相高压变压器和单相高压桥式整流器。对于两种电源类型，即三相供应器和单相供应器，交付给负载的功率可以通过由晶闸管控制器控制变压整流组的初级侧来调节，为了连续地改变交付的功率使用了相位控制的原理。以上描述的两个高压电源，即三相供应器和单相供应器的结构是类似地，但是其中几个部件是不同的。因此，三相供应器使用三相高压变压器和三相二极管桥式整流器，而单相供应器使用单相高压变压器和单相二极管桥式整流器。并且，所用的晶闸管控制器是不同的。结果是，三相变压整流组更大且更重，并且比具有类似输出的单相单元贵大约30％。如上述所述，为了优化性能施加到静电除尘器的电压的波形应该匹配微粒的电阻率。由于微粒的电阻率可以随时间，例如由于处理中或微粒化学成分中的改变而发生很大的改变，所施加的电压的波形也可能需要被改变，以便满足这种要求。每个静电除尘器因此可能需要两个单独的电源，即，三相供应器以及单相供应器。近年来，例如在WO 94/16820中公开了高压切换模式电源(SMPS)。由于在这些供应器中的DC/AC转换器中所用的高切换频率，这些供应器能够提供两种类型的波形，即，具有高纹波的输出电压和具有非常低的纹波的输出电压，使得为了提供两个波形仅仅需要一个供应器。然而，高压切换模式电源是相当贵的(是三相变压器整流器集的大约两倍那么贵)，但是因为复杂度更高并且设计紧凑存在其他缺点，如输出电压和电流和可靠性有限。进一步地，该脉动的操作相当大地影响了市电功率质量，因为这种操作可能导致高压线电流畸变(总谐波失真)。
技术实现思路
因此，本专利技术的实施例的目的是提供一种高压电源，这种高压电源能够提供具有高纹波波形的输出电压以及具有非常低的纹波波形的输出电压，并且能够以比切换模式电源低的成本制造，同时这种高压电源能够处理非常高的功率水平且具有象变压器-整流器构造一样的简单而耐用的经过充分证明的构造。根据本专利技术的实施例，其目标是在包括三相高压变压器和三相高压桥式整流器的高压电源中实现的，其中所述三相高压变压器的初级侧具有三个输入端子，每一个输入端子可连接到工业三相市电网的三个相中的一个相，并且所述三相高压变压器的次级侧具有三个输出端子，这三个输出端子连接到所述三相高压桥式整流器的三个相应输入端子，并且其中所述三相高压桥式整流器配置成向负载供应经整流的高电压。该目标是在高压电源进一步包括被配置成在第一状态与第二状态之间切换的切换装置时实现的，在所述第一状态中所述三相高压变压器的所有三个输入端子连接到所述工业三相市电网的相应相并且所述高压电源可以以三相操作模式操作，在所述第二状态中所述三相高压变压器的输入端子中的至少一个输入端子与所述工业三相市电网断连并且所述高压电源可以以单相操作模式操作。当高压电源用这种方式可以在三相操作模式与单相操作模式之间切换时，该供应器能够以与普通三相供应器相比仅仅很少的附加成本来提供具有高纹波波形的输出电压以及具有非常低的纹波波形的输出电压，因为最昂贵的部件是两种操作模式公用的。进一步地，由于其基于简单而耐用的经过充分证明的变压器整流器构造，其能够处理非常高的功率水平。因此，实现了相对便宜的解决方案，其覆盖宽范围的输出功率。在一个实施例中，所述切换装置包括接触器，该接触器布置成将三相高压变压器的输入端子中的一个与所述工业三相市电网断连，使得在所述第二状态中三相高压变压器的两个输入端子连接到所述工业三相市电网的两个相。此实施例实现了对于切换装置的简单解决方案。在另一个实施例中，所述切换装置包括接触器，该接触器布置成将三相高压变压器的输入端子中的两个与所述工业三相市电网断连并将这两个输入端子中的一个输入端子连接到所述工业三相市电网的零端子，使得在所述第二状态中三相高压变压器的两个输入端子连接到所述工业三相市电网的一个相和所述零端子。当零端子可用时，尤其是当仅仅单相市电网可用时，此实施例是适合的。在又另一个实施例中，所述切换装置包括第一接触器和第二接触器，该第一接触器布置成将三相高压变压器的全部三个输入端子与所述工业三相市电网断连，该第二接触器布置成将三相高压变压器的两个输入端子连接到所述工业三相市电网的两个相，使得在所述第二状态中三相高压变压器的两个输入端子经由所述第二接触器连接到所述工业三相市电网的两个相。此实施例在例如由断路器保护的电源中是适合的。接触器可以配置成被人工操作的开关控制，这是一个简单而可靠的解决方案。可替换地，接触器可以配置成从控制单元自动控制，使得可以避免人工操作。当使用单个接触器时，高压电源可以进一步包括晶闸管控制器和点火电路系统,该晶闸管控制器配置成在三相高压变压器的初级侧控制高压电源的输出功率水平，所述晶闸管控制器包括用于工业三相市电网的每个相的一组反并联耦合的晶闸管；该点火电路系统配置成根据接触器的状态在由控制单元进行的控制下向晶闸管控制器提供点火脉冲。并且，当使用两个接触器时，高压电源可进一步包括晶闸管控制器和点火电路系统,该晶闸管控制器配置成在三相高压变压器的初级侧控制高压电源的输出功率水平，晶闸管控制器包括用于工业三相市电网的每个相的一组反并联耦合的晶闸管；该点火电路系统配置成根据第一和第二接触器的状态在由控制单元进行的控制下向晶闸管控制器提供点火脉冲。这种情况下，点火电路系统可以包括第一点火单元和第二点火单元,该第一点火单元配置成在高压电源的三相操作模式期间向晶闸管控制器提供点火脉冲，第二点火单元配置成在高压电源的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压电源包括三相高压变压器(3)和三相高压桥式整流器(4)，其中所述三相高压变压器(3)的初级侧具有三个输入端子，每一个输入端子能够连接到工业三相市电网的三个相(A,B,C；L1,L2,L3)中的一个相，并且所述三相高压变压器(3)的次级侧具有三个输出端子，这三个输出端子连接到所述三相高压桥式整流器(4)的三个相应输入端子，并且其中所述三相高压桥式整流器(4)配置成向负载(2)供应经整流的高电压，其特征在于：所述高压电源进一步配置成在第一状态与第二状态之间切换，在所述第一状态中，所述三相高压变压器(3)的所有三个输入端子连接到所述工业三相市电网的相应相，并且所述高压电源能够以三相操作模式操作，在所述第二状态中，所述三相高压变压器(3)的输入端子中的至少一个输入端子与所述工业三相市电网断连，并且所述高压电源能够以单相操作模式操作。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.28 DK PA2014701591.一种高压电源包括三相高压变压器(3)和三相高压桥式整流器(4)，其中所述三相高压变压器(3)的初级侧具有三个输入端子，每一个输入端子能够连接到工业三相市电网的三个相(A,B,C；L1,L2,L3)中的一个相，并且所述三相高压变压器(3)的次级侧具有三个输出端子，这三个输出端子连接到所述三相高压桥式整流器(4)的三个相应输入端子，并且其中所述三相高压桥式整流器(4)配置成向负载(2)供应经整流的高电压，其特征在于：所述高压电源进一步配置成在第一状态与第二状态之间切换，在所述第一状态中，所述三相高压变压器(3)的所有三个输入端子连接到所述工业三相市电网的相应相，并且所述高压电源能够以三相操作模式操作，在所述第二状态中，所述三相高压变压器(3)的输入端子中的至少一个输入端子与所述工业三相市电网断连，并且所述高压电源能够以单相操作模式操作。2.如权利要求1所述的高压电源，其中所述高压电源进一步包括被配置成在所述第一状态与所述第二状态之间切换的切换装置(22；9,26)。3.如权利要求2所述的高压电源，其中所述切换装置包括接触器(22)，该接触器(22)布置成将所述三相高压变压器(3)的输入端子中的一个与所述工业三相市电网断连，使得在所述第二状态中所述三相高压变压器(3)的两个输入端子连接到所述工业三相市电网的两个相。4.如权利要求2所述的高压电源，其中所述切换装置包括接触器，该接触器布置成将所述三相高压变压器(3)的输入端子中的两个与所述工业三相市电网断连并将这两个输入端子中的一个输入端子连接到所述工业三相市电网的零端子，使得在所述第二状态中所述三相高压变压器(3)的两个输入端子连接到所述工业三相市电网的一个相和所述零端子。5.如权利要求2所述的高压电源，其中所述切换装置包括第一接触器(9)和第二接触器(26)，该第一接触器(9)布置成将所述三相高压变压器(3)的全部三个输入端子与所述工业三相市电网断连，该第二接触器(26)布置成将所述三相高压变压器(3)的两个输入端子连接到所述工业三相市电网的两个相，使得在第二状态中所述三相高压变压器(3)的所述两个输入端子经由所述第二接触器连接到所述工业三相市电网的两个相。6.如权利要求3至5中任一项所述的高压电源，其中所述接触器(22；9,26)配置成被人工操作的开关(31)控制。7.如权利要求3至5中任一项所述的高压电源，其中所述接触器(22；9,26)配置成从控制单元(7)自动控制。8.如权利要求3或4所述的高压电源，其中所述高压电源进一步包括：晶闸管控制器(5)，其配置成在所述三相高压变压器(3)的初级侧控制所述高压电源的输出功率水平，所述晶闸管控制器(5)包括用于所述工业三相市电网的每个相的一组反并联耦合的晶闸管；点火电路系...

【专利技术属性】
技术研发人员：VE雷耶斯，MR汉森，AE尼尔森，
申请(专利权)人：FL史密斯公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK