ESP用三相中频直流高压电源制造技术

本实用新型专利技术公开了一种ＥＳＰ用三相中频直流高压电源，包括变流主电路、接口电路和电源智能控制电路，所述的变流主电路由三相电源输入控制电路、三相全波整流电路、滤波电路、逆变电路、三相高次谐波滤波电路、三相中频整流变压器依次连接构成，三相电源输入控制电路引入三相工频交流电源，经三相全波整流电路和滤波电路整流滤波得到直流电压，送至逆变电路，经高频逆变、滤波后得到中频交流电压，再经三相中频整流变压器升压、整流得到直流电压，接入负载两端。本实用新型专利技术采用交流→直流→交流→直流的变流工作方式，电源转换效率高、三相供电平衡且功率因数高、对电网的谐波干扰小，操作方便，可实现无人、少人值守。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电源，尤其是指一种ESP用三相中频直流高压电源。
技术介绍
静电除尘器(简称ESP)是环保领域中的重要设备，主要应用于等离 子体放电、除尘、除雾、脱水、空气净化，高效除尘脱硫、杂质分离和多 种原料回收等。ESP的高压电场等效为R、 C并联负载，其中C为高压电场的等效电 容， 一般为几千 几万PF, R为可变电阻，随ESP工况随时变化。可见， ESP为变动负载，在发生闪络或短路时对其直流高压电源的沖击很大， 为此必须采M目应措施保证电源可靠、稳定运行。 现有的ESP用电源主要有以下几种1、 单相SCR电源(1) 工作于工频50Hz，使得变压器体积大、重量大、消耗大量铜、 铁及变压器油，随着材料价格的上涨，低成本的优势在消失；(2) 交流移相控制，使得电网侧谐波严重，采用两相供电，对电网来 说是不均衡负载；(3) 采用交流移相调压，使得输出高压紋波较大，输出给ESP的平均 电压较低。2、 高频电源由于高频电源的固有特点，可以明显提高对ESP的供电性能，进而改 善ESP的收尘效率，高频电源的开发成为一个技术热点。但在目前，随着ESP面积的不断增大，高频电源的容量不能满足用户 的需要，特别在电力系统需要80KV/1A以上的容量，大功率高频电源开 发受限于高频损耗，难以有大的突破，目前商用最大容量高频电源为 70KV/1A,另外，由于控制拒与变压器不可分离，控制柜在室外运行，使 用寿命较短。 3、中频电源中频电源兼有SCR电源低损耗、大功率，高频电源小体积、高供电性 能的特点，且技术条件成熟，能在短期内形成大容量产品，替代大容量 SCR电源，可以尽快大容量化，规4莫生产，占领市场先机，而且具有成本 优势。相对上述类型电源，中频电源的变压器较SCR电源变压器体积小(约 为SCR电源变压器的1/(2 3));供电性能与高频电源相当，易于大容量； 采用较低的逆变频率，IGBT损耗较小，变压器采用400Hz中频，损耗较 高频电源小；控制拒可与变压器分离，控制拒可放置室内，运行条件较好， 可靠性较高，寿命较长，便于维护与维修；中频电源较高频电源技术延续 性好，80KV/2A与80KV/1A技术方案可以不变，便于缩短开发周期，迅 速形成规^莫。缺点是同等容量中频变压器体积较高频电源大，但铁芯材料及线包要 求比高频电源低。
技术实现思路
本技术提供了一种供电平衡，体积和重量小，高供电性能的ESP 用三相中频直流高压电源。一种ESP用三相中频直流高压电源，包括变流主电路、接口电路和电 源智能控制电路，所述的变流主电路采用交流(AC)—直流(DC)—交 流(AC)—直流(DC)变流工作方式，由三相电源输入控制电路、三相 全波整流电路、滤波电路、逆变电路、三相高次谐波滤波电路、三相中频 整流变压器依次连接构成。三相电源输入控制电路引入三相工频交流电 源，经三相全波整流电路和滤波电路整流滤波得到直流电压，送至逆变电 路，经高频逆变、滤波后得到三相中频交流电压，再经三相中频整流变压 器升压、整流得到直流电压，接入负载两端。所述的三相电源输入控制电路由若干个空气开关或断路器、若干个接 触器和控制电路组成。所述的三相电源输入控制电路带有软启动功能。所述的三相全波整流电路由一只三相全波整流模块或三只双桥臂整 ^pf莫块或六只整流二极管组成，用于将三相工频交流电源全波整流成脉动直流电。所述的滤波电路由直流电抗器和滤波电容组成，将三相全波整流电路 输出的脉动直流电滤波成较平稳的直流电压。所述的逆变电路由若干个可关断元件构成，用于将输入的直流电压逆变成栽波fs为4.8kHz或7.2kHz,调制波fr为400Hz的三相PWM脉冲， 各可关断元件的控制端与相应的模块驱动电路的输出端相连，模块驱动电 路输入端接入电源智能控制电路。所述的可关断元件采用绝缘栅晶体管、静电感应晶体管、可关断晶闸 管或巨型晶体管。所述的三相高次谐波滤波电路由三个分别于逆变电路输出端相连的 电感及三个A连接的电容组成，其输出端接入三相中频整流变压器，用于 将逆变电路输出的栽波fs为4.8kHz或7.2kHz，调制波fr为400Hz的三 相PWM脉冲滤波成频率为400Hz的三相中频交流电。所述的三相中频整流变压器由三相中频电抗器、三相中频升压变压 器、三相中频整流器和二次电压电流取样电路组成，二次电压电流取样电 路的输出端接入接口电路，用于将三相中频交流电经升压整流成直流高压 电。所述的逆变电路上接有直流母线取样电路，包含电压取样电路和电流 取样电路，其输入端与逆变电路的直流母线连接，输出端接入接口电路， 用于检测逆变电路直流母线的电压和电流信号。所述的三相高次谐波滤波电路与三相中频整流变压器之间接入有一 次电压电流取*样电路，包含至少一只电流互感器和一只电压互感器，其输 出端接入接口电路。所述的接口电路由开关量信号输出驱动电路、开关量输入信号调理电 路， 一次和二次电流电压取样信号调理电路等组成，其一端与主电路相连， 另 一端与电源智能控制电路相连。所述的电源智能控制电路包括由控制电路、显示电路和键盘组成的硬 件结构和控制、显示软件。本技术提供的电源采用交流(AC)—直流(DC)—交流(AC) —直流(DC)的变流工作方式；三相高频逆变，中频400Hz升压整流可 有效提高电源工作效率、减小电源的体积、重量，减小输出紋波；可产生适用ESP不同工况的各种波形，使ESP除尘效果有较大的改善；电源转 换效率高(〉92%)、三相供电平衡且功率因数高(〉0.9)、对电网的谐波 干扰小；有专门设计的监控软件界面，操作方便，用户界面友好，可实现 无人、少人值守；采用独立运行，集中监控的先进控制模式；具有完善的 保护功能，工作安全可靠；是集现代电力电子技术、计算机控制技术(DSP 技术)、网络控制技术于一体的电源。附图说明图l是本技术的电路结构示意图。具体实施方式如图1所示， 一种ESP用三相中频直流高压电源，包括变流主电路、 接口电路和电源智能控制电路。变流主电路由三相电源输入控制电路1、三相全波整流电路2、滤波 电路3、直流母线取样电路4、逆变电路5、三相高次谐波滤波电路6、 一 次电压电流取样电路7、三相中频整流变压器8及负载电路9依次连接构 成。三相电源输入控制电路l由若干个空气开关(或断路器)、接触器(含 真空接触器)和控制电路组成，其输入端接三相工频交流电源，向变流主 电路供电，将三相工频交流电A、 B、 C控制送到三相全波整流电路2， 并含有软启动功能。三相全波整流电路2由一只三相全波整流模块或三只双桥臂整流模块 或六只整流二极管组成，用于将三相工频交流电源全波整流成脉动直流 电。滤波电路3由直流电抗器和滤波电容组成，将三相全波整流电路输出 的脉动直流电滤波成较平稳的直流电压。逆变电路5由若千个可关断元件构成，用于将输入的直流电压逆变成 载波fs为4.8kHz或7.2kHz,调制波fr为400Hz的三相PWM脉冲，各可 关断元件的控制端与相应的模块驱动电路10的输出端相连，模块驱动电 路IO输入端接入电源智能控制电路12。可关断元件采用绝缘栅晶体管、 静电感应晶体管、可关断晶闸管或巨型晶体管。逆变电路5上接有直流母线取样电路4，包含电压取样本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＥＳＰ用三相中频直流高压电源，包括变流主电路、接口电路（１１）和电源智能控制电路（１２），其特征在于：所述的变流主电路采用交流→直流→交流→直流的变流工作方式，由三相电源输入控制电路（１）、三相全波整流电路（２）、滤波电路（３）、逆变电路（５）、三相高次谐波滤波电路（６）、三相中频整流变压器（８）依次连接构成，三相电源输入控制电路（１）引入三相工频交流电源，经三相全波整流电路（２）和滤波电路（２）整流滤波得到直流电压，送至逆变电路（５），经高频逆变、滤波后得到三相中频交流电压，再经三相中频整流变压器（８）升压、整流得到直流电压，接入负载（９）两端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋云峰，张之平，蒋庆龙，宋荣群，周承鸣，汪飞，杨希，冯国胜，
申请(专利权)人：武汉大学，浙江佳环电子有限公司，
类型：实用新型
国别省市：83[中国|武汉]