高壓靜電除塵實(shí)用電源的研究

1、量減輕，系統(tǒng)的效率也將得到定程度的提高。國際上，從20世紀(jì)20年代開始發(fā)展起來的常規(guī)電除塵器，其輸出的高壓電源是采用工頻220，或380，通過鐵心變壓器把電壓升高至幾萬伏，在經(jīng)過整流器變成脈動(dòng)直流。由于這種電源內(nèi)阻很小，屬于硬特性電源，不隨負(fù)載加重而跌落。其原理1.變壓器體積較大，高壓絕緣技術(shù)要求較高，用于工業(yè)現(xiàn)場，高壓需有短路保護(hù)措施，并常需要在輸出高壓方串電抗器件以限制短路電流的變化率，同樣由于頻率較低，電感體積也較大。由于以上的缺點(diǎn)，本文不采用變壓器直接升壓式，而采用高頻逆變式倍壓整流電路。具體方案介紹如下。2系統(tǒng)組成高頻脈沖變壓器和，賈肘脈寬調(diào)制技術(shù)來實(shí)現(xiàn)高壓電源。具有損耗小重量和體積

2、均大為減小，電源轉(zhuǎn)換效率高，對電網(wǎng)污染小等特點(diǎn)。2為系統(tǒng)組成框。該系統(tǒng)由輸入整流逆變倍壓齡流電路保護(hù)電路等環(huán)節(jié)組成。3 494為核心組成的識傾控制電路提供只橋所需要的對相差1.80.的脈沖電壓。再由防40所組成的驅(qū)動(dòng)電路加于1橋逆變電路柵漏。輸出部分采用倍壓整流電路?？刂齐娐凡糠譃?94構(gòu)成的131調(diào)節(jié)器，評肘脈寬調(diào)制，18840驅(qū)動(dòng)屯路。輸出電反饋，輸入過壓欠壓。瞬時(shí)掉電過流保護(hù)輸出過保護(hù)等。輸出電樂負(fù)反饋可以調(diào)節(jié)1橋逆變電路的工作脈沖的寬度。以便實(shí)現(xiàn)輸出穩(wěn)壓。3電路原理及性能分析3.1輔助電源全橋變換器中。1.丁開關(guān)需要離驅(qū)動(dòng)。隔離驅(qū)動(dòng)，簡中和最通用的方法心在咖動(dòng)電源和相應(yīng)開關(guān)器件之間變壓

3、器進(jìn)行耦介1陽派生喂變換器中，由于開關(guān)導(dǎo)迪的冷比總迅小于50.所以可以妙目1帶多輸出線圈的驅(qū)動(dòng)變壓器。由于4個(gè)開關(guān)器件只有2個(gè)原極是同電位，所以驅(qū)動(dòng)電路綸要3個(gè)隔離輔助電源。加1使下，494工作的輔助電源共4個(gè)輔助原。輔助原3所小。3.21橋逆變主電路原理荇防壓升壓電路頻逆變器中的功率開太采用目前世界上先進(jìn)的電力電子器件扣8丁絕緣柵極晶體管。他是將肘03丁和0丁只的優(yōu)點(diǎn)集于體的新型復(fù)合器件，具有肘03丁的高輸入阻抗可用電壓驅(qū)動(dòng)，丁尺的通態(tài)損耗低等優(yōu)點(diǎn)。Ilf；VT1vrr，l1lvrrVT，lXJff；180IK觸發(fā)下輪流導(dǎo)通和關(guān)斷，將直流電壓變換為交流電壓。在01和00等自關(guān)斷器件在運(yùn)行中都

4、必須配用關(guān)斷緩沖器件。；1；也不例外，和構(gòu)成了1的關(guān)斷緩沖電路。由于電容具有電壓不能突變的性能，所以電容的并入使截止時(shí)開關(guān)能說從瓦丁轉(zhuǎn)移至電界上，進(jìn)而限制了108丁的電壓上升率，電容中儲存的能量經(jīng)釋放丁的關(guān)斷緩沖原現(xiàn)相同。高頻高壓變壓器了是開關(guān)電源的重要的個(gè)部分其中以下的幾個(gè)問最為關(guān)鍵變壓器的絕緣包括局壓邊纟而部的絕緣，尚壓邊對低壓邊對鐵芯的絕緣。但由于高頻變壓器的體積較小，因此絕緣距離受到限制。變壓器的漏感漏抗隨頻率比例增大，功率的輸出受到很大的限制，而高壓變壓器降低漏感非常困難，通常結(jié)構(gòu)無法滿足要求。31變5器繞釔的兮節(jié)電容容抗隨頻率比例降低。導(dǎo)致空載屯流人。功率因數(shù)低，逆變器空載發(fā)熱欠出

5、。針對上述所存在的問，解決方案如下變壓器進(jìn)行真空浸油處理，因?yàn)橛偷慕^緣效果要比干燥空氣好得多。并且采用足夠大的鐵芯以保證足夠的絕緣距離。足夠的絕線距離減小分布電祚及托影響，但分布電容減小必然導(dǎo)致漏感增加。本設(shè)計(jì)恰恰利用了變壓器漏感大的特點(diǎn)，通過入，振電祚組成諧振變換器。實(shí)觀岑屯流關(guān)斷技術(shù)。減小損耗6.構(gòu)成中并聯(lián)混合諧振變換器。極竹，認(rèn)1實(shí)現(xiàn)能量反饋。假設(shè)電流過孓時(shí)擰制回路檢測到過零點(diǎn)丁1和14關(guān)斷。此時(shí)。丁2和3尚未導(dǎo)通。電流通過，電源反饋能九向電源反饋能啁的以倍壓整流電路為負(fù)載的高頻逆變電路，其特點(diǎn)是逆變電路上電后，對負(fù)載電容周期性不斷充放電的過程，最終實(shí)現(xiàn)倍壓整流。倍壓整流的升壓電路，由于

6、其電路上能倍壓的特點(diǎn)。降低了對變權(quán)器副方電權(quán)幅值的要求。同時(shí)由于原副線圈的匝數(shù)比大大減小，可使變壓器的尺寸大大減小絕緣問易于實(shí)現(xiàn)漏感也相應(yīng)的減小，同時(shí)也降低了整流極管反向耐壓的要求和濾波電容的要求。倍壓電容上電壓建立后，在有放電電流情況下，電容器也始終處尸充放電過程。電科器的電權(quán)足波動(dòng)的。電壓波動(dòng)的幅值大小與選用的倍壓電容值的大小有關(guān)。倍壓整流電源是軟特性電源。軟特性電源具備了對環(huán)境的適應(yīng)能力，其輸出電壓受到負(fù)載輕或重的變化，能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)電壓升高或降低，很大程度上改善了放電狀態(tài)。因?yàn)楫?dāng)兩極間將進(jìn)入全擊穿時(shí)。相當(dāng)于負(fù)載加重，這時(shí)輸出電壓自動(dòng)跌落。有效抵制了火花的發(fā)生。采用軟特性直流電源作為電除塵

7、的供電裝置。能大幅度提高供電效率。節(jié)約電源消耗，并且其造價(jià)比常規(guī)電除塵器還低。倍壓整流電路輸出的電壓作為除塵用高壓靜電電源。此高壓引到除塵器的除塵室。形成高壓靜電場。放電電極妁圍域。產(chǎn)生電離，形成正負(fù)離子。3.3脈寬調(diào)制控制器脈寬調(diào)制器電路5.其核心是產(chǎn)生，信號的集成專用芯片1494.1494性能優(yōu)越，通過適當(dāng)?shù)南与娐罚坏梢援a(chǎn)生，信號輸出，而且還有多種財(cái)功能。他化有振蕩器既差放人1脈沖調(diào)制比較器及輸出級電路等。1544組成的脈寬調(diào)制控制電路為了避免剛接通電源，變汛器7時(shí)飽和而引起的沖擊電流。采用軟啟動(dòng)來逐漸建立變壓器的電壓。軟啟動(dòng)電路由5中，和組成。+12電源加上后，1.494輸出的+5

8、基準(zhǔn)電源通過加于4腳。使其得到個(gè)高電位3.5.封鎖輸出脈沖。1；1訂關(guān)斷。隨，1的充電，4腳電位逐漸下降，小于3后，有脈沖輸出，尺8，啟動(dòng)過程結(jié)束，進(jìn)入正常工作狀態(tài)，輸出直流電壓達(dá)到額定值。4腳控制蕾脈沖的占空比，1時(shí)4腳，以在電路出現(xiàn)故障時(shí)高電甲，效。通過5中的極管加到4腳。封鎖輸出脈沖。關(guān)斷逆變電路的15.6腳決定了輸出脈沖的頻率。電流電壓調(diào)節(jié)均采用，1調(diào)節(jié)。輸出電壓反饋用變壓器附加繞組取樣然后再經(jīng)整流處理，接到1腳的輸入端。產(chǎn)生調(diào)制脈寬的找制倍小使輸出直流電壓保持穩(wěn)定。電流用霍爾電流傳感器取樣接到1腳的輸入端當(dāng)負(fù)戰(zhàn)電流超過規(guī)定坑，如儀權(quán)十產(chǎn)生控制，號調(diào)制輸出脈沖的寬度。使電路處于限流輸出

9、運(yùn)行=為防止逆變橋兩個(gè)同，共同4通。必須設(shè)置死區(qū)時(shí)間，改變4腳的電平可調(diào)節(jié)死區(qū)時(shí)間。死區(qū)時(shí)間大于8了3.4驅(qū)動(dòng)電路108是電壓驅(qū)動(dòng)型器件，并具有過流保護(hù)和短路保護(hù)功能。本電路選用日本富通公司生產(chǎn)的混合集成驅(qū)動(dòng)模塊又8840，他是108丁的專門驅(qū)動(dòng)器，他能滿足1081對驅(qū)動(dòng)電路的特殊要求。保證其可靠開通和關(guān)斷，而且電路簡。模塊內(nèi)功能較全。用+20整流電源供電，能產(chǎn)生+15和5.網(wǎng)種電，供1！門肘極導(dǎo)通時(shí)所需正偏電壓和關(guān)斷時(shí)所需的負(fù)偏電壓。內(nèi)裝幾，550高速光費(fèi)信號隔離電路，具有過流檢測及切斷電路的功能。且對10以下的過流信號不予響應(yīng)，旦確認(rèn)為過流，則低速關(guān)斷電路慢速關(guān)斷扣81且能送出過流信號至控

10、制電路去封鎖下，494的脈沖輸出。以父8840為核心構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)電路6.電源為+20，幾494輸出的，賈1脈沖信號從8和腳送至40的15腳=.咄40驅(qū)動(dòng)校塊從3和1腳輸出正負(fù)驅(qū)動(dòng)脈沖至1；的門射極之間。通和又?jǐn)啵　?腳接個(gè)極管，到1081的集電極，當(dāng)流過1；15的電流過大而退出飽和。，極管截止。過電流保護(hù)電路起作用，使3腳電位逐步下降，慢慢關(guān)斷81避免集電極產(chǎn)生電壓尖峰而損壞犯81 4高壓檢測及保護(hù)高壓檢測電路由兩部分組成。高壓電壓檢測顯和變壓器輸出電壓檢測。高壓電壓檢測，直接用大的高壓電阻與電流串聯(lián)，并聯(lián)在高壓輸出端。實(shí)現(xiàn)高壓電壓的顯。變壓器輸出電壓檢測，主要防止出現(xiàn)電路過壓或其他情況引起的

11、異常電壓。同時(shí)在主電路濾波電容兩端并聯(lián)放電電阻，用來消耗部分回饋能量。靜電高壓除塵電源以負(fù)壓輸出，除塵室陽極必須可靠接地=電源的極通過。極管與除塵室；極相連。為，制全路擊穿時(shí)的電流，電壓輸出通過限流繞線電阻接到放電電極上。全路擊穿時(shí)的電流檢測通過與極管上述的電并逐漸變寬，充電完后，4腳電位接近0艮遠(yuǎn)大于源正極與除塵室陽極相連并聯(lián)光電耦合器取樣，讓全路擊穿時(shí)則控制復(fù)位，然后經(jīng)延時(shí)后再啟動(dòng)。5實(shí)驗(yàn)及結(jié)束語通過調(diào)試。逆變電路1作頻率為35以心。頻變壓器面數(shù)比為100，在供電電壓交流220情況下，高壓電源輸出60.5.實(shí)驗(yàn)室用頭發(fā)做實(shí)驗(yàn)。效率達(dá)到100.安裝到大連水泥集團(tuán)有限公司的大連水泥廠，初含塵濃

12、度為368.98836.3615.氣流量火念塵濃度高，運(yùn)用本裝置降為164，19.37陽爪3，除塵效率平均達(dá)到98以上治理率達(dá)到94以上粉塵回收率達(dá)97.本電源電氣特性比傳統(tǒng)的高壓靜電除塵電源的性能優(yōu)越，采用準(zhǔn)諧振電流過零的軟關(guān)斷技術(shù)有效地降低了伴隨著高頻化帶來的損耗，大大減小了裝置體積重量，具有擊穿短路自保護(hù)功能，并且具有能量回收功能。用瓦840驅(qū)動(dòng)訂。保證其1靠開通和關(guān)斷。且具有過流保護(hù)，電路簡單。兮專文獻(xiàn)Ij彭燕昌。介質(zhì)阻擋放大用大功率高頻高壓電源的研宄。高電壓技術(shù)，2002，2812，3536，58.2張光逍。高頻逆變喂靜電報(bào)電源的研究。安徽廣播3易映萍。的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)。電氣汗關(guān)，999，214J郭奇峰，李淵姍。，884，集成驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用。計(jì)算機(jī)上接第79頁屬于非線性控制，各環(huán)節(jié)參數(shù)的控制作用不明顯，在定意義上具有智能化的特征。所以般說來，10控制的效果稍遜于模糊控制。這與理論分析相吻合，而且在許多工業(yè)過程中也都得到了驗(yàn)證。今考文獻(xiàn)2J何平，王鴻緒。模糊控制器的設(shè)計(jì)及應(yīng)用肘。北京科學(xué)出版社，1997.3J，小雄，譚建領(lǐng)。直流調(diào)速系統(tǒng)模糊控制的08實(shí)現(xiàn)的河水利職業(yè)技凇，院學(xué)報(bào)，200.153.4J1叱閆汁書。直流傳動(dòng)系統(tǒng)的向，應(yīng)模糊擰制。大5J陳伯時(shí)。電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)北京機(jī)械工業(yè)出ifl，200.6J薛定宇。基于肘33181成