一种极化电源装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种极化电源装置，主要应用于离子膜、电解槽的阳极保护领域，采用AC—DC—AC—DC的PWM变流方式，包括主电路部分和控制系统部分；其中，所述主电路采用三相AC380V输入，通过三相桥整流模块输出直流，经直流滤波电容输出低纹波高质量的直流，再经过单相逆变器逆变成单相交流，再通过高频变压器变压输出后的交流经过单相全波整流输出高频直流。相对于传统的相控整流方式，具有谐波小、功率因数高等优势，而采用全数字化设计能提高装置的控制精度，改善系统的动态性能，提高系统的稳定性，改善系统的操作性能，并具有实时通信功能。该极化电源装置采用IGBT作为开关器件，开关频率高，损耗小，变流效率高，功率因数可达0.97以上。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种极化电源装置，主要应用于离子膜、电解槽的阳极保护，具体是用于冶金、化工行业使用500A以上整流器的电解槽做短期停车保护使用。
技术介绍
氯碱工业的离子膜、电解槽的阴极保护都采用极化电源，一般电流从几十安到几百安不等。当大功率主电源因突发故障停止时，极化电源马上投入。电解槽停电检修时，也会投入极化电源。极化电源的主要作用是向电解槽提供一定的直流电，阻止阴极向外放电，保护电解槽阴极镀层不脱落，提高电解槽阴极的电流效率及使用寿命。离子膜烧碱对极化电源质量要求高，要求供给电解槽稳定的直流电流/直流电压。电流/电压调节除了要求一定的静态精度，动态过程。还要求不能有较大幅度的波动，一旦投入，电流/电压马上要进入额定值，要求时间短，过冲小。同时还必须减少设备运行过程中产生的谐波和提高整流设备的安全性，可靠性，这就需要一种极化电源的控制装置，以保证产品质量与精度。而大部分厂家电解槽的极化电源在300A以下，整流电路通过晶闸管模块相控整流方式实现，但是该方式无功损耗和谐波分量很大、功率因数低，晶闸管深控时尤为明显。
技术实现思路
为了克服上述缺陷，本技术专利提出一种大功率高频电源作为极化电源，采用交-直-交-直变流模式，采用二极管全桥整流和IGBT全桥逆变为主电路，控制部分采用双CPU结构，系统运行稳定可靠、维护方便。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案为：一种极化电源装置，其特征在于：极化电源装置的主电路包括三相桥整流电路、直流滤波电路、全桥逆变电路、高频变压器、二极管整流电路；三相桥整流电路包括三相整流桥模块DT1；所述直流滤波电路包括电容C1，C1并联在主回路中，经DT1整流后的多纹波直流电压经电容C1滤波后变成平滑的直流电压；所述全桥逆变电路由VT1、VT2、VT3、VT4组成的绝缘栅双极型晶体管组成，VT1、VT4一组，VT2、VT3一组；所述高频变压器为T1，经全桥逆变后的高频交流电，经T1升压或降压到需要的高频交流电压值;所述二极管整流电路包括肖特基二极管D1、D2，经高频变压器输出的高频交流电，分别经D1、D2整流后输出高频直流电；还包括交流电流传感器SC1、霍尔电压传感器SV1、直流电流传感器SC2；交流电流传感器SC1为穿孔式电流传感器，测量三相交流电压的进线电流；霍尔电压传感器SV1并联在输出正极和输出负极之间，测量输出的直流电压；直流电流传感器SC2为穿孔式电流传感器，测量输出的直流电流。所述二极管整流电路还包括R1和C2，R1和C2为对应于D1的阻容吸收电路，用于消减由于漏感产生的反峰电压；所述二极管整流电路还包括R2和C3，R2和C3为对应于D2的阻容吸收电路，用于消减由于漏感产生的反峰电压。VT1、VT4一组，VT2、VT3一组，且每组中2个部件交替开通和关断。一种极化电源装置，还包括控制电路、脉冲产生和功率放大电路、通信电路、反馈电路、操作面板；所述通信电路为功能部件MCU2，用于实现与PLC200的PPI通信，通信信息中包括给定信息、状态信息和报警信息；所述控制电路为功能部件MCU1，极化电源有直流电流和直流电压反馈，当电压反馈和电流反馈与给定值有偏差时，MCU1控制器根据外部稳压或稳流指令进行电压PI调节或电流PI调节，并发出脉冲的开通与关断信号；所述脉冲产生和功率放大电路，由专用PWM脉冲产生芯片TL494完成PWM脉冲的产生，然后经过功率放大电路驱动400A/1200V级别的大功率IGBT；所述操作面板由汉字显示屏和操作按键组成；所述反馈电路，反馈电路共有三路，直流电流反馈电路、直流电压反馈电路、交流电流反馈电路，三路反馈都送给操作面板显示，其中，直流电流反馈、直流电压反馈还分别用于稳流控制和稳压控制。采用以上结构后，本技术与现有技术相比，具有以下优点：大功率高频电源作为极化电源，采用交-直-交-直变流模式，采用二极管全桥整流和IGBT全桥逆变为主电路，控制部分采用双CPU结构，系统运行稳定可靠、维护方便。该设计能大大减小整流器的体积，且不需要体积庞大的工频变压器，变流效率达到90%以上，节能在20%以上，大大的减轻了成本。附图说明图1为一种极化电源装置的主电路示意图；图2为一种极化电源装置的整体示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步说明。一种极化电源装置，主电路包括：三相桥整流电路1、直流滤波电路2、全桥逆变电路3、高频变压器4、二极管整流电路5。主电路如图1所示:所述三相桥整流是由图中DT1所示的二极管三相整流桥模块完成，输入三相交流380V经过DT1整流后输出是直流500V左右。所述直流滤波是由图中C1所示的电容完成，C1并联在主回路（即主电路的主要回路）中，经DT1整流后的直流电压含有很多纹波，经C1滤波后可变成平滑的直流电压。所述全桥逆变是由图中VT1、VT2、VT3、VT4所示的IGBT完成，VT1、VT4一组，VT2、VT3一组，这两组导通和关断是互补的，即交替开通和关断。如一个周期内，VT1、VT4导通时，VT2、VT3关断；VT2、VT3导通时，VT1、VT4关断。所述高频变压器是图中T1所示，经全桥逆变后的高频交流电，经T1升压或降压到需要的高频交流电压值。所述二极管整流是由图中D1、D2所示的肖特基二极管完成，其特征在于，经高频变压器输出的高频交流电，分别经D1、D2整流后输出高频直流电。所述肖特基二极管D1，R1和C2为其阻容吸收电路，主要作用是消减由于漏感产生的反峰电压。所述肖特基二极管D2，R2和C3为其阻容吸收电路，主要作用是消减由于漏感产生的反峰电压。所述极化电源装置，主电路还包括图示交流电流传感器SC1、霍尔电压传感器SV1、直流电流传感器SC2。其特征在于，交流电流传感器SC1为穿孔式电流传感器，测量三相交流电压的进线电流；霍尔电压传感器SV1并联在输出正极和输出负极之间，测量输出的直流电压；直流电流传感器SC2为穿孔式电流传感器，测量输出的直流电流。所述控制系统包括：控制电路、脉冲产生和功率放大电路、通信电路、反馈电路、操作面板。控制系统为现有技术。控制系统如图2所示:所述通信电路由图中所示功能部件MCU2完成，其主要实现与PLC200的PPI通信，通信信息中包括给定信息、状态信息和报警信息等。所述控制电路由功能部件MCU1完成，极化电源有直流电流和直流电压反馈，当电压反馈和电流反馈与给定值有偏差时，MCU控制器根据外部稳压或稳流指令进行电压PI调节或电流PI调节，并发出脉冲的开通与关断信号。所述脉冲产生和功率放大电路，其主要由专用PWM脉冲产生芯片TL494完成PWM脉冲的产生，然后经过功率放大电路驱动400A/1200V级别的大功率IGBT。所述操作面板由汉字显示屏和操作按键组成，主要完成基本信息、报警信息的显示，面板稳流稳压的给定。所述反馈电路，反馈电路共有三路，直流电流反馈、直流电压反馈、交流电流反馈，三路反馈都送给操作面板显示，其中，直流电流反馈、直流电压反馈还分别用于稳流控制和稳压控制。所述控制系统，控制系统的给定有三种：操作面板给定、上位机给定、电位器给定，上位机给定由PLC与控制器通过PPI通讯实现，三种给定采用的兼容模式，可以同时工作。本技术公开一种极化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种极化电源装置，其特征在于：极化电源装置的主电路包括三相桥整流电路、直流滤波电路、全桥逆变电路、高频变压器、二极管整流电路；三相桥整流电路包括三相整流桥模块DT1；所述直流滤波电路包括电容C1，C1并联在主回路中，经DT1整流后的多纹波直流电压经电容C1滤波后变成平滑的直流电压；所述全桥逆变电路由VT1、VT2、VT3、VT4组成的绝缘栅双极型晶体管组成， VT1、VT4一组，VT2、VT3一组；所述高频变压器为T1，经全桥逆变后的高频交流电，经T1升压或降压到需要的高频交流电压值；所述二极管整流电路包括肖特基二极管D1、D2，经高频变压器输出的高频交流电，分别经D1、D2整流后输出高频直流电；还包括交流电流传感器SC1、霍尔电压传感器SV1、直流电流传感器SC2；交流电流传感器SC1为穿孔式电流传感器，测量三相交流电压的进线电流；霍尔电压传感器SV1并联在输出正极和输出负极之间，测量输出的直流电压；直流电流传感器SC2为穿孔式电流传感器，测量输出的直流电流。

【技术特征摘要】
1.一种极化电源装置，其特征在于：极化电源装置的主电路包括三相桥整流电路、直流滤波电路、全桥逆变电路、高频变压器、二极管整流电路；三相桥整流电路包括三相整流桥模块DT1；所述直流滤波电路包括电容C1，C1并联在主回路中，经DT1整流后的多纹波直流电压经电容C1滤波后变成平滑的直流电压；所述全桥逆变电路由VT1、VT2、VT3、VT4组成的绝缘栅双极型晶体管组成，VT1、VT4一组，VT2、VT3一组；所述高频变压器为T1，经全桥逆变后的高频交流电，经T1升压或降压到需要的高频交流电压值；所述二极管整流电路包括肖特基二极管D1、D2，经高频变压器输出的高频交流电，分别经D1、D2整流后输出高频直流电；还包括交流电流传感器SC1、霍尔电压传感器SV1、直流电流传感器SC2；交流电流传感器SC1为穿孔式电流传感器，测量三相交流电压的进线电流；霍尔电压传感器SV1并联在输出正极和输出负极之间，测量输出的直流电压；直流电流传感器SC2为穿孔式电流传感器，测量输出的直流电流。2.根据权利要求1所述的一种极化电源装置，其特征在于：所述二极管整流电路还包括R1和...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐春江，周鹏，赵冀，
申请(专利权)人：江苏海企技术工程股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32