[发明专利]一种中频静电除尘电源电路

说明书

本发明公开了一种中频静电除尘电源电路，包括三相全桥不控整流电路、单相全桥可控逆变电路、中频变压器、单相全桥不控整流电路和控制电路；静电除尘电源由三相交流电供电，通过三相全桥不控整流电路将三相工频交流电转换为直流母线电压；控制电路发出驱动信号控制单相全桥可控逆变电路的四个IGBT的通断；单相全桥可控逆变电路的交流输出送入中频变压器，中频变压器将逆变电路的交流输出电压升高，并实现电气隔离；单相不控整流电路将中频变压器的交流输出转换为直流电压和直流电流，为除尘器供电。本发明的中频静电除尘电源电路能有效降低谐波损耗、提高带负载能力；能有效改善除尘效果，提高除尘器除尘效率；能有效提高抗负载扰动能力。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，尤其涉及一种中频静电除尘电源电路。

背景技术

随着社会经济发展与环境之间的矛盾日益突出，国家在环保方面的投入越来越大，应用于电除尘场合的电源迎来了新的发展机遇。作为一种特种电源，除尘电源的工作方式及其电路参数对除尘器的除尘效率有着重要影响，同时其内部交流变压器谐波损耗决定着除尘器能否正常安全可靠地运行。另外，电除尘本体中烟气的成分随工况的变化而时刻变化，导致电源的控制对象具有不稳定性，这对电源的工作状态具有巨大影响。

静电除尘电源可以分为单相工频电除尘电源、三相工频电除尘电源、中频电除尘电源、高频电除尘电源等。

单相工频电除尘电源，工频交流用反并联晶闸管进行控制，直接通过变压器将工频电压从220V升压，然后整流以后输出，所以单相工频电源存在众多缺陷。由于工频是50Hz，所以所需的变压器和滤波装置体积大重量重，对金属原材料消耗多，制造成本高；电能转换的效率比较低，造成能源浪费；输出的电压纹波大，谐波频率低，所以滤波难度大；晶闸管的可控性差，在除尘器本体发生火花放电时的反应速度慢。

为了改善单相工频电除尘电源的诸多不足之处，又出现了三相工频电除尘电源，通过将三相交流电源升压整流的方式减小输出电压的纹波，但是工作频率依然是工频，通过三组反并联晶闸管对输出电压进行控制。相比于单相工频电除尘电源，三相工频电源有一定的优点：三相工频电源由于采用了三相变压器，所以有效克服单相供电不平衡的问题；在相同输出功率的情况下，变压器原边的电流比较小；由于采用了三相变压器，使得输出电压的纹波变小，平均电压高，峰值电压和平均电压相差在5％以内，对于后面的电除尘本体是有利的；电能的转换效率高，三相功率因数高。但是由于并没有改变工频电源的本质，所以性能的提升有限，这种方式对性能的改善付出的代价也比较高，晶闸管、二极管的使用数量都成倍的增加。

随着科学技术的进步、环保力度的加强以及社会经济的发展，工频电源必将会逐步被其他性能更优的电源代替。目前中频电除尘电源和高频电除尘电源也占据了重要的市场。中频电除尘电源的工作频率一般定义在400Hz～10kHz，高频电源的工作频率定义在20kHz以上，中频电源和高频电源有原理上的本质区别，高频电源利用的是变压器寄生电容、漏感以及串联电容的谐振，电源工作过程中电流是以谐振的方式出现，电流在谐振过程中不受控制，但是中频电源的电流是可控的，例如在500Hz下受到逆变桥的IGBT的斩波控制。原理上的本质区别带来了两种电源截然不同的工作特性，高频电源最大的优势就是可以实现IGBT的软开关，IGBT器件发热低、损耗小、寿命长、工作可靠性高；中频电源的电流可控，输出电压的建立过程快，在间歇启动方式下的启动速度明显快于高频电源。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种中频静电除尘电源电路。