[发明专利]一种新型电除尘用三相工频IGBT脉宽调制高压电源

说明书

本发明涉及一种新型电除尘用三相工频IGBT脉宽调制高压电源，可包括主回路、三路IGBT触发器、高压电源控制器及电流和电压采样电路，主回路由三路三相IGBT反并联电路构成，三路三相IGBT反并联电路一端与外部三相动力电源输入端相连接，另一端与三相升压整流变压器的输入端相连接，每只IGBT的三个引脚与IGBT触发器相连接，三路IGBT触发器均与高压电源控制器相连接。本发明采用IGBT作为主回路控制器件，通过选择正弦波峰值附近区域导通，能够避免在正弦波过零点附近区域的无功输出，并获得相同的负载峰值电压，可大幅节省电耗；当电除尘负载发生火花闪络时，可实现即时关断IGBT，大幅降低闪络瞬态冲击电流，避免闪络冲击电流对阴极线放电尖端的电蚀影响。

技术领域

本发明涉及电除尘领域，具体地涉及一种新型电除尘用三相工频IGBT脉宽调制高压电源。

背景技术

常规电除尘器的工作原理是通过在壳体内部交替设置多列阳极板排和阴极线排构成电场，阴极线由高压电源提供负高压直流电，在阴极线放电尖端的周围形成负高压电场，阳极板连接壳体后一起接地，当工业烟气通过阳极板和阴极线构成电场通道时，工业烟气中的粉尘颗粒会发生电离带上负电荷，然后在电场力作用下朝向阳极板迁移，最终被阳极板捕获，从而达到净化工业烟气的目的。

根据多依奇电除尘效率公式：

电除尘效率与电除尘比集尘面积S、平均场强Ea、峰值场强Ep三者的乘积指数成正比。在电除尘比集尘面积和极间距一定的条件下，电除尘效率与高压电源的平均电压和峰值电压的指数成正比。现役的电除尘用工频三相高压电源，如图1所示，采用可控硅三相同步移相调压，三相升压和三相整流输出直流高压，施加到电除尘负载。但由于三相交流交替叠加导通，各相相位相差120°，当A相发生闪络放电时，在可控硅过零点换相前，B相已经处于导通状态，等效于“火上浇油”，一直要持续到B相过零点换相时，才能彻底关断并封锁输出，闪络冲击瞬间电流可能高达3-5倍，对于设备信号取样干扰冲击和阴极线放电尖端的电蚀都很大，是非常不利的。其次，由于电除尘后极电场流过的粉尘浓度越来越小，若继续采用完整的全波运行模式，电场接近空载状态，电流达到额定值，而实际输出电压反而逐级降低，能耗越来越大，对于微细粉尘荷电和除尘反而下降。后级粉尘含量小、粉尘颗粒细、比电阻更高，实际需要更高的峰值电压，而无需过大的电流(多余电流主要用于空气电离，不利收尘)。

发明内容

本发明旨在提供一种新型电除尘用三相工频IGBT脉宽调制高压电源，以解决上述问题。为此，本发明采用的具体技术方案如下：

一种新型电除尘用三相工频IGBT脉宽调制高压电源，可包括主回路、三路IGBT触发器、高压电源控制器及电流和电压采样电路，主回路由三路三相IGBT反并联电路构成，每路三相IGBT反并联电路由二只IGBT和二只二极管先分成两路各自串联再反并联构成，三路三相IGBT反并联电路一端与外部三相动力电源输入端相连接，另一端与三相升压整流变压器的输入端相连接，每只IGBT的三个引脚与IGBT触发器相连接，三路IGBT触发器均与高压电源控制器相连接，高压电源控制器用于根据电流和电压采样电路输入的电除尘负载的电流和电压输出相应控制信号给三路IGBT触发器以触发IGBT的导通和关断。

进一步地，电流和电压采样电路包括电流采样电阻Rc、电压采样电阻Rs和高压电阻排Rn，电流采样电阻Rc一端连接电除尘负载的接地端，另一端连接三相升压整流变压器正输出端和高压电源控制器相连接，电压采样电阻Rs一端连接于电除尘负载的接地端，另一端与高压电阻排Rn和高压电源控制器相连接，高压电阻排Rn一端与电压采样电阻Rs链接，另一端与三相升压整流变压器负输出端连接。

进一步地，电流采样电阻Rc和电压采样电阻Rs与高压电源控制器之间均设置一个线性光耦电路。

进一步地，线性光耦电路包括光耦及光耦前后端运算放大电路。