[发明专利]一种高性能三相供电高压电除尘器电源控制系统

说明书

技术领域

本发明属于高压电除尘器的供电技术领域，特别是提供了一种高性能三相供电高压电除尘器电源控制系统。

背景技术

静电除尘基本工作原理是：当灰尘气流通过高压静电场时，被电离而使灰尘吸附负电荷成为载流子，在电场的作用下该载流子最终被正电极吸附，从而达到收尘效果。电除尘器（ESP）是国际上公认的高效率除尘设备，具有运行可靠，维护方便及耗电低等优点，过去、现在和将来在火力发电厂、钢铁、冶金、造纸、水泥、轻纺、化工等领域都是除尘的主要手段。

现有除尘装置普遍采用晶闸管相控调压方式，系统的功率因数低，谐波污染大，动态响应慢；另外，当除尘系统发生闪络时，由于晶闸管的不可关断性以及移相触发本身半个工频周期的滞后性致使不能对闪络进行更好的控制将对除尘装置造成很大的电流冲击。同时工频相控调压方式相对于完整的正弦波PWM控制来讲将会造成高压整流后输出电压出现较大的波动。由于峰值电压只能工作于闪络电压附近，大的电压波动将会降低除尘极板之间的平均电压值，从而影响除尘效率。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种高性能三相供电高压电除尘器电源控制系统，解决了功率因数低，谐波污染大，动态响应慢等方面的问题。

本发明包括主回路和控制系统两部分，主回路包括三相电抗器、三相桥式二极管整流电路、平波电容、单相桥式IGBT逆变电路、LC滤波电路、（均装配在控制柜中）高压变压器、高压整流器、高压电抗器（高压变压器、高压整流器、高压电抗器装配成一体均安装在除尘器上）；控制系统包括智能控制单元、电源组板、操作显示面板、IGBT驱动控制单元、高压采集单元（安装在高压设备上）。

三相滤波电抗器经过铜母排连接三相桥式二极管整流电路，三相桥式二极管整流电路经过铜母排连接平波电容，平波电容经过铜母排连接单相桥式IGBT逆变电路，单相桥式IGBT逆变电路经过铜母排连接LC滤波电路，LC滤波电路经过电缆连接高压变压器，高压变压器经过铜母排连接高压整流器，高压整流器经过铜母排连接高压电抗器；高压整流器输出端经过信号线连接高压采集单元，高压采集单元经过光纤连接智能控制单元，同时三相滤波电抗器输出端经过信号线连接电源组板，电源组板经过信号线连接智能控制单元，操作显示面板经过信号线连接智能控制单元，智能控制单元经过信号线连接IGBT驱动控制单元，IGBT驱动控制单元经过信号线连接单相桥式IGBT逆变电路。

如图1所示，三相交流380V电压经过铜母排传输至三相滤波电抗器，三相滤波电抗器输出为滤波后的三相交流380V电压，滤波后的三相交流380V电压经过铜母排传输至三相桥式二极管整流电路，三相桥式二极管整流电路输出脉动直流电压，脉动直流电压经过铜母排传输至平波电容，平波电容输出为基本平直的直流电压，基本平直的直流电压经过铜母排传输至单相桥式IGBT逆变电路，单相桥式IGBT逆变电路输出为基波幅值可调的PWM电压，基波幅值可调的PWM电压经过铜母排传输至LC滤波电路，LC滤波电路输出为正弦度很好的50Hz幅值可调电压，正弦度很好的50Hz幅值可调电压经过电缆传输至高压变压器，高压变压器输出高压交流电压，高压交流电压经过铜母排传输至高压整流器，高压整流器输出高压直流电压，高压直流电压经过铜母排传输至高压滤波电抗器，高压滤波电抗器输出为稳定的高压直流电压，稳定的高压直流电压最终经过铜棒传输至静电除尘器。

除尘器电压/电流的电平信号经过信号线从高压整流器输出端传输至高压采集单元，高压采集单元通过模数转换—光电变换输出为除尘器电压/电流的光信号，除尘器电压/电流的光信号经过光纤传输至智能控制单元；同时滤波后的三相交流电流对应的采样信号，经过信号线从三相滤波电抗器输出端传输至电源组板，电源组板输出为该采样信号的转换值，该采样信号的转换值经过信号线传输至智能控制单元。智能控制单元根据除尘工艺控制数学模型，经过计算输出模拟量控制信号，模拟量控制信号经过信号线传输至IGBT驱动控制单元，IGBT驱动控制单元进行脉宽调制，输出IGBT驱动控制信号，IGBT驱动控制信号经过信号线传输至单相桥式IGBT逆变电路，进行IGBT开度控制，单相桥式IGBT逆变电路控制输出的即为基波幅值可调的PWM电压。操作人员通过在面板上键盘的相关控制操作，传输至操作显示面板，操作显示面板输出相关控制信号至智能控制单元，同时智能控制单元输出实时显示数据，经过信号线传输至操作显示面板，操作显示面板输出可视化信息，为操作人员提供数据指导。