[发明专利]一种高压不对称交流脉冲除尘装置

说明书

本发明涉及一种利用高压静电除尘技术来收集清除空气中的灰尘的装置。

在炼钢、火力发电等行业中广泛使用高压静电除尘技术来收集清除其作业过程中产生的灰尘。现有的高压静电除尘电源大都采用可控硅调压、经变压器和高压硅整流得到负高压电源提供给除尘柜中的电极产生静电场，当带有灰尘粉粒的空气进入静电场时，在电场的作用下将粉尘吸附在集尘电极上。这种装置的不足之处是升压变压器输入电源频率低，变压器体积很大，电源效率低。且吸附在集尘电极上的粉尘不能自行脱离集尘电极，须进行机械式敲打，否则难以收集进入集尘箱中。此外，灰尘吸附在集尘电极上后也严重影响吸尘效果。

本发明的目的是克服现有技术的上述缺点，提供一种体积小、粉尘被吸附在集尘电极上后能自行脱离集尘电极进入集尘箱中的使其除尘效果持续保持良好的高压不对称交流脉冲除尘装置。

实现本发明目的的高压不对称交流脉冲除尘装置由整流电路D、充电限流器XL、滤波电路C、桥式逆变电路P、高频升压变压器B、接地集尘电极、高电压除尘电极以及电流检测电路If和不对称波形发生器PWM组成，其中，整流电路D的输出正端与充电限流器XL串接后再与滤波电路C以及桥式逆变电路P电压输入端并联连接，桥式逆变电路P的输出端与高频升压变压器B的输入端相接，变压器B的一输出端与接地集尘电极相接，另一输出端与高电压除尘电极相接，桥式逆变电路P的控制端接不对称波形发生器PWM的输出端，电流检测电路If接在不对称波形发生器PWM的信号输入端与变压器B的输入端之间。工作时，由整流电路D提供脉动直流，经充电限流器XL限流、滤波电路C滤波后得到直流电压，桥式逆变电路P将上述直流电压交替输入变压器的原边线圈，在变压器的副边则得到一个交替的脉冲交流电压，当桥式逆变电路P采用脉宽不相同的两组PWM波形分别驱动正向换流和负向换流时，则使变压器的输出电压也随之为宽度不一致的交流脉冲电压，也就是说加在除尘电极和集尘电极之间的电场是交替变化的、电场强度呈强弱不等的。当除尘电极的电荷为负、集尘电极为零电位时，带灰尘的空气进入该电场，灰尘就会带上负电荷，其运动方向是向集尘电极靠拢，最后被吸附在集尘电极上，从而起到除尘作用。当除尘电极的电荷随着电场的变化变为正时，集尘电极上的带负电荷的灰尘就会被除尘电极吸引，这样灰尘就会从集尘电极抖落，从集尘电极向除尘电极方向运动，并在该运动过程中在自身重力的作用下最后落进集尘箱中。从而起到了集尘作用。完成一个循环。电流检测电路If对变压器原边电流进行检测，其输出信号线接PWM的信号输入端。用If进行反馈控制。

本发明具有结构简单、高压侧耐压元件少、除尘容易、效率高、自动集成化、使用寿命长、造价低之优点。特别是其独具的自动抖尘功能，使集尘电极上永远保持清洁干净，因而使得除尘效果保持较好的一贯性，避免了因集尘电极沉积灰尘而影响除尘效果。适合于冶金、化工、建材、电力、石油等工业上除尘、除雾、回收有色金属等方面应用，是传统的高压静电除尘设备理想的更新换代产品。

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。但本发明的内容并不仅限于本实施例。

图1  本发明的结构框图

图2  本发明的电路结构示意图

图3  单管逆变调制的电路结构示意图

图4  本发明的工作波形图

图5  本发明的除尘电场原理示意图

图6  本发明的抖尘电场原理示意图

参见图1、2，本发明的高压不对称交流脉冲除尘装置由整流电路D、充电限流器XL、滤波电路C、桥式逆变电路P、高频升压变压器B、接地集尘电极G、高电压除尘电极F以及电流检测电路If和不对称波形发生器PWM组成，其中，整流电路D的输出正端与充电限流器XL串接后再与滤波电路C以及桥式逆变电路P的电压输入端并联连接，桥式逆变电路P的输出端与变压器B的输入端相接，变压器的一输出端与接地集尘电极G相接，另一输出端与高电压除尘电极F相接，桥式逆变电路P的控制端接不对称波形发生器PWM的输出端，电流检测电路If接在不对称波形发生器PWM的信号输入端与变压器B的输入端之间。图2给出了具体的电路结构图。在本实施例中，整流电路D由不可控二极管组成整流电路，充电限流器XL由接触器CJ和限流电阻R组成，即由接触器CJ的常开触头并接于限流电阻R的两端构成。也可由可控硅和限流电阻并联组成。滤波电路C由电解电容C1组成。也可由高通滤波器组成。不对称波形发生器PWM可直接由单片机CPU通过键盘PG设定参数进行波形自动生成。也可由常用的振荡集成块如FA5311、SG3525、UC3842等PWM控制器组成，桥式逆变电路P由用IGBT组成的“H”桥逆变器担任。当然也可以由GTR、MSFET等高速电子功率开关组成桥式逆变。也可采用单管正激或反激逆变。图3给出了采用IGBT单管作振荡开关管、SG3525构成的PWM发生器的单管逆变调制的电路结构示意图。电流检测电路If沿用现有技术的电流传感器担任。本装置工作时，输入不对称驱动波形，且交替变化，使得这种负脉冲电场与正脉冲电场其电场强度强弱不等，即在输出端变压器副边可输出正向和负向宽度不一致的交流脉冲波形，如图4所示，当除尘电极G带负电荷时，带尘空气就会在该负电压电场中被负脉冲电场引力吸引而向集尘电极F沉积，参见图5，当除尘电极G带正电荷时，沉积在集尘电极F上的灰尘就会在正脉冲电场的引力和自身重力作用下抖动脱离集尘电极而进入集尘箱JX(见图6)。