[发明专利]一种脉冲产生电路的软启动及闭环控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电源控制技术，特别涉及一种静电除尘电源用的高压脉冲控制方法。

背景技术

静电除尘是现代工业系统中常用的一种除尘方式，也是治理大气污染的一种重要手段。目前，大多数企业采用的静电除尘方法是采用高压直流作为除尘器的供电电源。在这种供电方式下，由于粉尘层等效电容效应会造成反电晕现象，导致除尘效率下降，而且对于粒径小于0.1μm的粉尘颗粒，除尘效率很低。随着国家环保要求的不断提高，对企业的废气排放要求也随之提高，传统的静电除尘装置已经逐渐无法满足要求，急需更换或者改造。相比于直流供电，采用脉冲供电方式时，除尘器粉尘层的等效电容在脉冲施加期间只能充上很少的电荷，在脉冲消失期间所充电荷基本放完，所以粉尘层上不会因为积累电荷形成高压而使粉尘造成反电晕；另外，脉冲高压电源对粉尘的荷电是脉冲荷电，因而具有很好的节能效果；采用脉冲高压供电也能提高对超细颗粒物的捕集效率。因此与常规的静电除尘方式相比，直流叠加脉冲供电的除尘方式除尘效果更好。

针对上述情况，北京博电兴源节能科技有限公司提出了一种直流叠加脉冲电除尘方法，该方法涉及的电源结构如图1所示。该方法实现了高压直流与高压脉冲的叠加，具有克服反电晕现象、提高粉尘的收集效率、减少除尘器收尘面积等优点，但是同时也存在着以下不足：(1)该方法涉及的电源结构过于抽象，没有具体电源结构，实施难度大，例如高压脉冲的幅值可调范围为1kV至1000kV，脉冲频率可调范围为1Hz至1000kHz等，参数设置太宽泛；而目前电除尘电源所需的高压直流电压只需几十千伏，高压脉冲的频率也只需几百赫兹，不具有实用性。(2)参数设置过于理想化，例如1kV和1000kV属于完全不同的电压等级，相应的绝缘等级也不同，制作从1kV至1000kV可调的高压直流源实现困难，无法对现有除尘器的高压直流电源进行低成本改造。因此，基于上述不足限制了该方法的具体应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种适合于对现有高压直流电源的改造、实用且易实施的静电除尘电源用的高压脉冲控制方法。可使电源运行稳定、抗干扰能力好、设计及维护成本低、控制系统的复杂度小。

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：

一种脉冲产生电路的软启动及闭环控制方法，其特征在于，所述脉冲产生电路在一个静电除尘电源中为一个受信号控制单元控制的脉冲产生单元，该脉冲产生单元与一个直流产生单元的输出通过一个直流与脉冲叠加单元连接至除尘器极板，该脉冲产生单元依次由三相桥式全控整流模块、DC-DC升压电路、脉冲升压模块串联构成，所述信号控制单元包括信号控制与处理模块，该模块的输出分三路，分别是：通过移相触发器连接三相桥式全控整流模块；通过IGBT1触发板连接DC-DC升压电路；通过IGBT2触发板连接脉冲升压模块，信号控制与处理模块通过第一电压传感器采集三相桥式全控整流模块输出的电压信号；并通过第二电压传感器采集DC-DC升压电路输出的电压信号；

当启动三相桥式全控整流模块时，信号控制与处理模块提供一路软启动信号，同时对三相桥式全控整流模块输出信号经调理后进行PI调节，PI的输出值与软启动信号比较后取较小值作为移相触发器的控制信号V_c1，从而实现三相桥式全控整流模块的软启动；当该模块输出电压逐渐上升至一定值时，PI输出值减小，只要设定软启动信号的终值大于预期的PI输出值，则当PI输出值小于软启动信号时，PI输出为移相触发器提供控制电压，从而实现三相桥式全控整流模块的闭环控制；

DC-DC升压电路对三相桥式全控整流模块的输出电压做进一步的升压处理，三相桥式全控整流模块稳定后，启动DC-DC升压电路，信号控制与处理模块同样提供一路软启动信号，同时对DC-DC升压电路输出的电压调理后进行PI调节，PI的输出值与软启动信号比较后取较小值作为PWM调制器的控制信号V_c2，PWM调制器输出对应占空比的PWM波，启动后一段时间内PWM调制器的控制电压由软启动信号提供，从而实现DC-DC升压电路的软启动；当DC-DC升压电路输出电压逐渐上升至一定值时，PI输出值减小，只要设定软启动信号的终值大于预期的PI输出值，则当PI输出值小于软启动信号时，PI输出为PWM调制器提供控制电压，从而实现DC-DC升压电路的闭环控制。

上述方案中，所述三相桥式全控整流模块启动后，输出电压通过改变比较电压V_ref1的值，由0V逐渐上升至200～600V并稳定在该值。