專利名稱：變頻器控制的高壓直流電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電源，是一種變頻器控制的三相高壓直流電源，特別涉及一 種變頻器控制的高壓直流電源。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)電除塵器的高壓電源從原始的機械整流起源先后經(jīng)過了磁放大調(diào)壓控 制，可控硅反并聯(lián)調(diào)壓控制，從分立元件到集成電路控制等幾代的演變，計算機技術(shù)的發(fā)展 及在工業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，特別是單片機微處理技術(shù)的出現(xiàn)，為電除塵高壓電源控制技 術(shù)的發(fā)展提供了先進硬件支持。上世紀九十年代后，國內(nèi)多家公司先后研制成功了微機控 制，單相工頻50Hz，可控硅反并聯(lián)調(diào)壓高壓電源，并不斷改進，控制技術(shù)已接近國外先進水 平，是目前電除塵器普遍采用的高壓供電電源。電除塵器的單相可控硅反并聯(lián)調(diào)壓高壓電 源存在的缺點是1、電除塵器(EP)對高壓電源來說相當于一個電阻R和電容器C的并聯(lián)等 效負載。電除塵器常規(guī)供電電源，采用可控硅調(diào)壓單相升壓硅整流變壓器整流成直流電壓 輸出，輸出紋波較大，而當電除器電流下降，可控硅導通角小時，情況將更加惡劣；2、電源轉(zhuǎn) 換效率低，小于70% ；3、由于采用單相供電，存在電源不平衡的問題；4、由于目前國家執(zhí)行 更嚴格的大氣粉塵排放標準，電除塵粉塵排放超標已成為普遍現(xiàn)象。傳統(tǒng)電源供的電除塵 器已不能滿足電除塵對粉塵排放標準的要求。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型克服了上述存在的缺陷，目的是為解決當前電除塵粉塵排放超標問 題，滿足電除塵對粉塵排放標準的要求，提供一種變頻器控制的高壓直流電源。本實用新型變頻器控制的高壓直流電源內(nèi)容簡述本實用新型變頻器控制的高壓直流電源，其特征在于是由三相變頻器和三相高 壓整流變壓器組成，三相變頻器是高壓直流電源的控制器；變頻器控制的高壓直流電源， 由空氣自動開關(guān)與交流接觸器連接，接入三相變頻器的輸入端，經(jīng)變頻器內(nèi)部三相整流器 整流濾波成為530V直流電壓，再接入三相逆變器變換為電壓0-380V，基波0-400HZ，截波 10-15KHZ連續(xù)可調(diào)的三相交變電壓，連接三相升壓變壓器的輸入端經(jīng)交流升壓，接入三相 整流器整流后輸出0-120kv的高壓直流電壓，供給電除塵器。三相電源AC 380V由空氣自動開關(guān)QF和三相接觸器KM接入三相變頻器的輸入端 R、S、T，由三相變頻器的輸出端U、V、W輸出，三相變頻器與微處理器、PLC、上位機連接 ’三 相變頻器的輸出端連接三相高壓整流變壓器的輸入端T1，再與由D1-D6組成的三相橋式整 流器連接后與二次電流取樣電阻Rl、R2、R3連接，通過二次電流12、U2、將二次電壓反饋信 號，送入PLC，由PLC處理輸出到變頻器微處理，控制變頻器的電壓及電流輸出，調(diào)整三相高 壓整流變壓器的輸出電壓及電流。本實用新型變頻器控制的高壓直流電源，既可單臺運行又可由上位機控制的連網(wǎng) 運行，采用上位機集中監(jiān)控所有電源運行，運行人員通過上位機設(shè)置電源的運行參數(shù)，啟動、停止設(shè)備，且顯示整臺電源運行狀態(tài)，包括一次電壓、電流，二次電壓、電流，采用網(wǎng)絡(luò)控 制技術(shù)，實現(xiàn)子系統(tǒng)的集中監(jiān)控，且各臺電源又可獨立運行。電除塵器采用本實用新型后， 可使電除塵器運行電流提高2倍，電場運行電壓提高50%，電除塵效率提高30-80%，三電 場電除器粉塵排放濃度最低可降到20mg/m3。

圖1是變頻器控制的高壓直流電源結(jié)構(gòu)框圖圖2是變頻器控制的高壓直流電源電路圖
具體實施方式
本實用新型變頻器控制的高壓直流電源是這樣實現(xiàn)的，
以下結(jié)合附圖作具體說 明。見圖1，本實用新型變頻器控制的高壓直流電源，是由三相變頻器和三相高壓整流變壓 器組成，三相變頻器是高壓直流電源的控制器；變頻器控制的高壓直流電源，由空氣自動開 關(guān)與交流接觸器連接，接入三相變頻器的輸入端，經(jīng)變頻器內(nèi)部三相整流器整流濾波成為 530V直流電壓，再接入三相逆變器變換為電壓0-380V，基波0-400HZ，截波10_15KHz連續(xù)可 調(diào)的三相交變電壓，連接三相升壓變壓器的輸入端經(jīng)交流升壓，接入三相整流器整流后輸 出0-120kv的高壓直流電壓，供給電除塵器。見圖2，是變頻器控制的高壓直流電源電路圖，三相電源AC 380V由空氣自動開關(guān) QF和三相接觸器KM接入三相變頻器的輸入端R、S、T，由三相變頻器的輸出端U、V、W輸出， 三相變頻器與微處理器、PLC、上位機連接；三相變頻器的輸出端連接三相高壓整流變壓器 的輸入端T1，再與由D1-D6組成的三相橋式整流器連接后與二次電流取樣電阻Rl、R2、R3 連接，通過二次電流12、U2、將二次電壓反饋信號，送入PLC，由PLC處理輸出到變頻器微處 理，控制變頻器的電壓及電流輸出，調(diào)整三相高壓整流變壓器的輸出電壓及電流。本高壓電源既可單臺運行又可由上位機控制的連網(wǎng)運行，采用上位機集中監(jiān)控所 有電源運行，運行人員通過上位機設(shè)置電源的運行參數(shù)，啟動、停止設(shè)備，且顯示整臺電源 運行狀態(tài)，包括一次電壓、電流，二次電壓、電流，采用網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，實現(xiàn)子系統(tǒng)的集中監(jiān) 控，且各臺電源又可獨立運行。輸入三相交流電源，經(jīng)空氣自動開關(guān)，三相交流接觸器送入三相變頻器，經(jīng)三 相整流濾波成為530V直流電壓，再經(jīng)IGBT模塊組成的三相逆變器由變頻器輸出，基波 200-400HZ，載波10-15kHz的三相交變電壓連接到三相高壓整流變壓器的輸入端，經(jīng)升壓 整流后輸出的高壓直流電壓供給電除塵器，由于采用三相變頻器控制，電源工作頻率為基 波，載波，電源的脈動波紋極小，平均電壓與峰值電壓幾乎相等，電除塵器的擊穿電壓提高 50%，電暈電流提高2倍。三相電源由空氣自動開關(guān)QF和三相接觸器KM接入三相變頻器的輸入端R、S、T， 經(jīng)變頻器內(nèi)部三相整流器整流濾波成為530V直流電壓，再經(jīng)IGBT模塊，計算機微處理器組 成的三相逆變壓器變換為電壓0-380V，基波0-400HZ，截波10_15KHz連續(xù)可調(diào)的三相交變 電壓，送入三相高壓整流變壓器的輸入端，經(jīng)交流升壓，D1-D6組成的三相橋式整流器整流 后輸出0-120kv的高壓直流電壓，供給電除塵器。圖中R1為二次電流取樣電阻，R2，R3為 二次電壓(高壓)取樣電阻，R1為高壓限流電阻，作用為當電除塵發(fā)生閃絡(luò)時限制二次電流，保護三相整流器、三相升壓變壓器及變頻器。I2、U2為二次電流二次電壓反饋信號，送入PLC,由PLC處理輸出到變頻器微處理器，控制變頻器的電壓及電流輸出，本高壓電源既可 單臺運行又可由上位機控制的連網(wǎng)運行，采用上位機集中監(jiān)控所有電源運行，運行人員通 過上位機設(shè)置電源的運行參數(shù)，啟動、停止設(shè)備，且顯示整臺電源運行狀態(tài)，包括一次電壓、 電流，二次電壓、電流，采用網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，實現(xiàn)子系統(tǒng)的集中監(jiān)控，且各臺電源又可獨立運 行。變頻器控制高壓直流電源電源工作頻率為基波200-400HZ載波10_15kHz，波紋 極小，100KV電源就能提供100KV的平均電壓，而常規(guī)電源只能提供65KV的平均直流電壓。 擊穿電壓均為100KV左右，因工頻可控硅調(diào)壓的高壓直流電源，電壓平均值低，電暈電流 小，因此提供的有效直流電壓和電暈電流較小，除塵效率較低。而變頻器控制的控制高壓電 源，工作頻率高，平均電壓和峰值電壓及閃絡(luò)電壓幾乎相等，能輸出較大的電暈電流，加上 火花電平跟蹤控制，電除塵閃絡(luò)電壓提高50%，電流提高2倍，同極距為300的電除器，空載 實驗擊穿電壓由60KV提高到90KV。同等工況下提高除塵效率，減少粉塵排放量30-80%，達到新的環(huán)保標準。同等功率下，提高電源轉(zhuǎn)換效率10%，長期運行節(jié)能效果明顯。按每年運行300天計算年節(jié)電103kwX10% X24小時X300天=74160度/年 工業(yè)用電目前大約1 2元，年節(jié)約運行費用為74160X1 = 7. 416萬元。輸入供電平衡三相高頻直流電源輸入采用三相供電，每相輸入的電流相等，輸入 供電平衡，輸入的電流??；單相高壓直流電源采用單相供電，相對輸入的電流大，無法保證 三相供電的平衡。如以1. 0A/72KV的高壓電源為例三相的一次電流為130A ；單相的一 次電流為270A ；輸出的直流平均電壓高單相電源輸出的電壓脈動范圍大于25 %，線性度差，容 易出現(xiàn)阻抗不匹配，極易觸發(fā)火花放電，造成電暈電流低，難以提高除塵效率；三相高壓逆 變電源輸出的電壓波動小于5%，其直流平均電壓接近峰值電壓，線性度好，施加到電除塵 器上的直流電壓比單相電源要高50%，從而提高除塵效率。由兩相改成三相供電，功率因數(shù)由0.7提高以0.85以上，電網(wǎng)污染小。接口參照 可控硅調(diào)壓單相硅整流變壓器設(shè)計，方便電源設(shè)備改造。
權(quán)利要求一種變頻器控制的高壓直流電源，其特征在于是由三相變頻器和三相高壓整流變壓器組成，三相變頻器是高壓直流電源的控制器；變頻器控制的高壓直流電源，由空氣自動開關(guān)與交流接觸器連接，接入三相變頻器的輸入端，經(jīng)變頻器內(nèi)部三相整流器整流濾波成為530V直流電壓，再接入三相逆變器變換為電壓0-380V，基波0-400Hz，截波10-15KHz連續(xù)可調(diào)的三相交變電壓，連接三相升壓變壓器的輸入端經(jīng)交流升壓，接入三相整流器整流后輸出0-120kv的高壓直流電壓，供給電除塵器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻器控制的高壓直流電源，其特征在于所述的三相電源 AC 380V由空氣自動開關(guān)QF和三相接觸器KM接入三相變頻器的輸入端R、S、T，由三相變 頻器的輸出端U、V、W輸出，三相變頻器與微處理器、PLC、上位機連接；三相變頻器的輸出 端連接三相高壓整流變壓器的輸入端T1，再與由D1-D6組成的三相橋式整流器連接后與二 次電流取樣電阻Rl、R2、R3連接，通過二次電流12、U2、將二次電壓反饋信號，送入PLC，由 PLC處理輸出到變頻器微處理，控制變頻器的電壓及電流輸出，調(diào)整三相高壓整流變壓器的 輸出電壓及電流。
專利摘要本實用新型涉及一種變頻器控制的高壓直流電源，其特征在于是由三相變頻器和三相高壓整流變壓器組成，三相變頻器是高壓直流電源的控制器；變頻器控制的高壓直流電源，由空氣自動開關(guān)與交流接觸器連接，接入三相變頻器的輸入端，經(jīng)變頻器內(nèi)部三相整流器整流濾波成為530V直流電壓，再接入三相逆變器變換為電壓0-380V，基波0-400Hz，截波10-15kHz連續(xù)可調(diào)的三相交變電壓，連接三相升壓變壓器的輸入端經(jīng)交流升壓，接入三相整流器整流后輸出0-120kv的高壓直流電壓，供給電除塵器。本實用新型既可單臺運行又可由上位機控制的連網(wǎng)運行，采用網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，實現(xiàn)子系統(tǒng)的集中監(jiān)控，且各臺電源又可獨立運行。
文檔編號H02M3/24GK201616764SQ20102012800
公開日2010年10月27日 申請日期2010年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月11日
發(fā)明者曲滿祥, 李尚權(quán) 申請人:中冶集團鞍山冶金設(shè)計研究總院自動化工程有限公司