高頻高壓靜電除塵電源的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高頻高壓靜電除塵電源，包括電源系統(tǒng)的主電路、電源系統(tǒng)的控制電路和上位機(jī)。電源系統(tǒng)的主電路包括三相交流電抗器、三相不控整流、濾波電容、全橋逆變電路、LC濾波、高頻高壓整流變壓器；電源系統(tǒng)的控制電路包括電壓電流采樣電路、模擬量調(diào)理電路、數(shù)字調(diào)理電路、驅(qū)動(dòng)電路、DSP主電路、以太網(wǎng)通信設(shè)施；采集到的電壓電流量經(jīng)過(guò)模擬量調(diào)理電路調(diào)理之后送到DSP主電路，DSP芯片根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)一方面處理并控制系統(tǒng)的運(yùn)行，DSP芯片產(chǎn)生SPWM波，通過(guò)數(shù)字調(diào)理電路和驅(qū)動(dòng)電路后控制全橋逆變電路的開(kāi)通與關(guān)斷。SPWM波控制全橋逆變之后輸出的電壓波經(jīng)過(guò)LC濾波為正弦波，諧波分量少，對(duì)高頻整流變壓器的沖擊減小。
【專利說(shuō)明】局頻局壓靜電除塵電源
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高頻高壓靜電除塵電源，尤其涉及一種SPWM逆變輸出的高頻高壓靜電除塵電源，屬于環(huán)保設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)的快速發(fā)展，環(huán)境問(wèn)題日益突出，其中空氣污染的問(wèn)題極其嚴(yán)重。工業(yè)廢氣排放到大氣中去，其中廢氣中的粉塵給人類的健康帶來(lái)嚴(yán)重的危害。因此，在工業(yè)廢氣排放之前要進(jìn)行除塵處理。目前，我國(guó)大部分除塵電源仍以工頻為主，在已有的高頻除塵電源中，一方面，逆變電路輸出的電壓都是以方波方式輸出，造成諧波比較嚴(yán)重，對(duì)變壓器沖擊比較大，嚴(yán)重影響變壓器的壽命，進(jìn)而影響整個(gè)電源的使用；另一方面，由于頻率的提高和變壓器寄生參數(shù)的影響，不僅使損耗增加，而且還增加了電磁干擾?，F(xiàn)有技術(shù)中，專利號(hào)為“CN202410836”的專利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種靜電除塵用新型高頻高壓電源，此類高頻高壓電源在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，并未充分考慮到由于電源的開(kāi)通和關(guān)斷所產(chǎn)生的諧波對(duì)電源系統(tǒng)的影響，且對(duì)電路所產(chǎn)生的主要諧波也未采取任何措施。因此，一種既能夠減少諧波的含量，又能降低變壓器寄生參數(shù)影響的新型高頻高壓除塵電源值得研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種高頻高壓靜電除塵電源，解決因諧波分量對(duì)整個(gè)電源系統(tǒng)的影響，使除塵電源更加穩(wěn)定，除塵電源效率更高。
[0004]本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
[0005]一種高頻高壓靜電除塵電源，包括電源系統(tǒng)的主電路20、電源系統(tǒng)的控制電路21和上位機(jī)16，所述電源系統(tǒng)的主電路20包括三相交流電抗器2、三相不控整流電路3、濾波電容4、全橋逆變電路5、LC濾波6、高頻高壓整流變壓器7，三相交流電通過(guò)三相交流電抗器2平波之后接到三相不控整流3，濾波電容4并聯(lián)在三相不控整流3的輸出端，之后連接到全橋逆變電路5，LC濾波6并聯(lián)在全橋逆變電路5的輸出端，全橋逆變電路5的輸出端經(jīng)LC濾波6后接高頻高壓整流變壓器7，所述高頻高壓整流變壓器7輸出端接電除塵器負(fù)載8 ;所述電源系統(tǒng)的控制電路21包括電壓電流采樣電路9、模擬量調(diào)理電路10、DSP主電路
11、外部FLASH12、數(shù)字調(diào)理電路13、驅(qū)動(dòng)電路14和以太網(wǎng)通信設(shè)備15 ;所述電壓電流采樣電路9采集母線電壓、變壓器一次側(cè)電流和電壓，變壓器二次側(cè)電流和電壓，電壓電流采樣電路9采集的信號(hào)輸送到模擬量調(diào)理電路10進(jìn)行信號(hào)調(diào)理后輸出到DSP主電路11，所述DSP主電路11中的DSP芯片對(duì)采集的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并通過(guò)以太網(wǎng)通信設(shè)備15把數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)16進(jìn)行顯示，而上位機(jī)16設(shè)定的參數(shù)也通過(guò)以太網(wǎng)通信設(shè)備15傳給DSP主電路11 ;當(dāng)電源系統(tǒng)關(guān)斷時(shí)，采集的電壓電流量存儲(chǔ)到外部FLASH12中，在下次開(kāi)機(jī)時(shí)讀取，所述DSP主電路11的DSP芯片產(chǎn)生兩對(duì)互補(bǔ)的SPWM波，一對(duì)互補(bǔ)的SPWM波驅(qū)動(dòng)全橋逆變電路的一組通道，SPWM波經(jīng)過(guò)數(shù)字調(diào)理電路13和驅(qū)動(dòng)電路14對(duì)全橋逆變電路5進(jìn)行控制，得到所需要的正弦交流電。[0006]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0007]本發(fā)明采用SPWM控制技術(shù)使得變壓器受到的沖擊大大減輕，從而增加了變壓器的材料要求及其變壓器的使用壽命，還可以減小變壓器的體積，減小變壓器的漏感和分布電容對(duì)系統(tǒng)的影響，增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。本發(fā)明具有電源體積小，功率因數(shù)大，電源壽命長(zhǎng)，除塵效率高等優(yōu)點(diǎn)，可以穩(wěn)定長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。
[0008]附件說(shuō)明:
[0009]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)總電路圖；
[0010]圖2是本發(fā)明的系統(tǒng)總流程圖；
[0011]圖3是本發(fā)明的SPWM波產(chǎn)生流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0013]如圖1所示，高頻高壓靜電除塵電源包括電源系統(tǒng)的主電路20、電源系統(tǒng)的控制電路21和上位機(jī)16，所述電源系統(tǒng)的主電路20包括三相交流電抗器2、三相不控整流電路
3、濾波電容4、全橋逆變電路5、LC濾波6、高頻高壓整流變壓器7，三相交流電通過(guò)三相交流電抗器2平波之后接到三相不控整流3，濾波電容4并在三相不控整流3的輸出端，之后連接到全橋逆變電路5，LC濾波6并聯(lián)在全橋逆變電路5的輸出端，全橋逆變電路5的輸出端經(jīng)LC濾波6后接高頻高壓整流變壓器7，所述高頻高壓整流變壓器7輸出端接電除塵器負(fù)載8 ;所述電源系統(tǒng)的控制電路21包括電壓電流采樣電路9、模擬量調(diào)理電路10、DSP主電路11、外部FLASHl 2、數(shù)字調(diào)理電路13、驅(qū)動(dòng)電路14和以太網(wǎng)通信設(shè)備15 ;所述電壓電流采樣電路9采集母線電壓、變壓器一次側(cè)電流和電壓，變壓器二次側(cè)電流和電壓，電壓電流采樣電路9采集的信號(hào)輸送到模擬量調(diào)理電路10進(jìn)行信號(hào)調(diào)理后輸出到DSP主電路11，所述DSP主電路11中的DSP芯片對(duì)采集的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并通過(guò)以太網(wǎng)通信設(shè)備15把數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)16進(jìn)行顯示，而上位機(jī)16設(shè)定的參數(shù)也通過(guò)以太網(wǎng)通信設(shè)備15傳給DSP主電路11 ;當(dāng)電源系統(tǒng)關(guān)斷時(shí)，采集的電壓電流量存儲(chǔ)到外部FLASH12中，在下次開(kāi)機(jī)時(shí)讀取，所述DSP主電路11的DSP芯片產(chǎn)生兩對(duì)互補(bǔ)的SPWM波，一對(duì)互補(bǔ)的SPWM波驅(qū)動(dòng)全橋逆變電路的一組通道，SPWM波經(jīng)過(guò)數(shù)字調(diào)理電路13和驅(qū)動(dòng)電路14對(duì)全橋逆變電路5進(jìn)行控制，得到所需要的正弦交流電。
[0014]三相交流電I通過(guò)三相交流電抗器2以達(dá)到提高功率因數(shù)的目的，然后進(jìn)入三相不控整流電路3得到脈動(dòng)直流電，通過(guò)濾波電容4得到平穩(wěn)的直流電，濾波電容4輸出的直流電接到全橋逆變電路5進(jìn)行高頻逆變得到高頻交流電，通過(guò)LC濾波6之后得到近似為正弦的高頻交流電，正弦交流電通過(guò)高頻高壓整流變壓器7之后得到脈動(dòng)的負(fù)高壓，此負(fù)高壓接到電除塵器負(fù)載8進(jìn)行除塵。電壓電流采樣電路9采集母線電壓、變壓器一次側(cè)電壓電流、變壓器二次側(cè)的電壓電流送到模擬量調(diào)理電路10進(jìn)行模擬量處理，得到1-3V的電壓信號(hào)送給DSP主電路11進(jìn)行采集處理，經(jīng)過(guò)DSP主電路11采集到的電壓電流量通過(guò)以太網(wǎng)通信設(shè)備15傳遞給上位機(jī)16進(jìn)行顯示，DSP主電路11根據(jù)采集到電壓量進(jìn)行判斷是否電壓量正常，不正常也通過(guò)以太網(wǎng)通信設(shè)備15傳遞給上位機(jī)16進(jìn)行顯示，進(jìn)而處理故障。DSP主電路11產(chǎn)生的SPWM波通過(guò)數(shù)字量調(diào)理電路13進(jìn)行抗干擾和升壓處理之后送給驅(qū)動(dòng)電路14，驅(qū)動(dòng)電路14連接到全橋逆變電路5進(jìn)而控制逆變器的開(kāi)通與關(guān)斷。在電源系統(tǒng)不論以何種形式關(guān)機(jī)，DSP主電路11都會(huì)把采集到的模擬量存儲(chǔ)到外部FLASH12中，在下次開(kāi)機(jī)時(shí)由DSP主電路11進(jìn)行讀取。
[0015]系統(tǒng)工作的總流程如圖2所示，整個(gè)電源系統(tǒng)連接完成之后就開(kāi)啟上位機(jī)，上位機(jī)啟動(dòng)之后讀取外部FLASH中的數(shù)值進(jìn)行顯示，其中包括初始值和上次模擬量值，然后上位機(jī)開(kāi)啟電源啟動(dòng)，整個(gè)電源系統(tǒng)開(kāi)啟，濾波電容進(jìn)行充電，進(jìn)行判斷充電電壓值是否大于設(shè)定值，如果沒(méi)有就進(jìn)行停機(jī)處理，停機(jī)數(shù)據(jù)就保存至外部的FLASH中，如果充電電壓值大于設(shè)定值系統(tǒng)往下進(jìn)行，主電路運(yùn)行。電壓電流采集的模擬量傳送到DSP主電路中去，一方面數(shù)據(jù)通過(guò)以太網(wǎng)通信傳到上位機(jī)顯示，一方面要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理判斷數(shù)據(jù)是否正常。如果數(shù)據(jù)不正常，就判斷否超過(guò)設(shè)定故障重復(fù)次數(shù)，如果沒(méi)有超過(guò)，返回到主程序，如果超過(guò)設(shè)定次數(shù)，一方面上位機(jī)顯示何種故障，一方面停機(jī)處理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；如果數(shù)據(jù)正常就判斷是否產(chǎn)生火花，如果沒(méi)有通過(guò)上位機(jī)調(diào)節(jié)SPWM ;如果產(chǎn)生了火花就判斷是否在設(shè)定的正常范圍內(nèi)，如果不在設(shè)定的正常范圍內(nèi)就通過(guò)上位機(jī)調(diào)整SPWM ;如果在設(shè)定的火花率之內(nèi)就返回到主程序中去繼續(xù)進(jìn)行判斷。
[0016]如圖3所示本發(fā)明利用DSP芯片的事件管理器、通用定時(shí)器1、死區(qū)發(fā)生單元及其輸出邏輯產(chǎn)生4路兩對(duì)互補(bǔ)的SPWM波(一對(duì)互補(bǔ)的SPWM波驅(qū)動(dòng)全橋逆變電路的一組通道)，可以根據(jù)設(shè)置事件管理器中的相關(guān)寄存器達(dá)到輸出不同頻率不同脈寬的SPWM波，進(jìn)而輸出不同頻率不同電壓的正弦波，從而適用于不同的除塵本體。
[0017]本發(fā)明通過(guò)以太網(wǎng)可以快速和上位機(jī)進(jìn)行通信，而且還可以通過(guò)交換機(jī)一個(gè)上位機(jī)控制多個(gè)高頻高壓除塵電源。
[0018]除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高頻高壓靜電除塵電源，包括主電路(20)、控制電路(21)和上位機(jī)(16)，其特征在于，所述主電路(20)包括三相交流電抗器(2)、三相不控整流電路(3)、濾波電容(4)、全橋逆變電路(5)、LC濾波(6)、高頻高壓整流變壓器(7)，三相交流電通過(guò)三相交流電抗器(2)平波之后接到三相不控整流(3)，濾波電容⑷并聯(lián)在三相不控整流(3)的輸出端，之后連接到全橋逆變電路(5)，LC濾波(6)并聯(lián)在全橋逆變電路(5)的輸出端，全橋逆變電路(5)的輸出端經(jīng)LC濾波(6)后接高頻高壓整流變壓器(7)，所述高頻高壓整流變壓器(7)輸出端接電除塵器負(fù)載(8);所述控制電路(21)包括電壓電流采樣電路(9)、模擬量調(diào)理電路(10)、DSP主電路(11)、外部FLASH(12)、數(shù)字調(diào)理電路(13)、驅(qū)動(dòng)電路(14)和以太網(wǎng)通信設(shè)備(15);所述電壓電流采樣電路(9)采集母線電壓、變壓器一次側(cè)電流和電壓、變壓器二次側(cè)電流和電壓，電壓電流采樣電路(9)采集的信號(hào)輸送到模擬量調(diào)理電路(10)進(jìn)行信號(hào)調(diào)理后輸出到DSP主電路(11)，所述DSP主電路(11)中的DSP芯片對(duì)采集的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并通過(guò)以太網(wǎng)通信設(shè)備(15)把數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)(16)進(jìn)行顯示，而上位機(jī)(16)設(shè)定的參數(shù)也通過(guò)以太網(wǎng)通信設(shè)備(15)傳給DSP主電路(11);當(dāng)電源系統(tǒng)關(guān)斷時(shí)，采集的電壓電流量存儲(chǔ)到外部FLASH (12)中，在下次開(kāi)機(jī)時(shí)讀取，所述DSP主電路(11)的DSP芯片產(chǎn)生兩對(duì)互補(bǔ)的SPWM波，一對(duì)互補(bǔ)的SPWM波驅(qū)動(dòng)全橋逆變電路的一組通道，SPWM波經(jīng)過(guò)數(shù)字調(diào)理電路(13)和驅(qū)動(dòng)電路(14)對(duì)全橋逆變電路(5)進(jìn)行控制，得到所需要的正弦交流電。
【文檔編號(hào)】B03C3/68GK103611632SQ201310674269
【公開(kāi)日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月11日
【發(fā)明者】曾慶軍, 牟晉力, 李泰 , 章飛 申請(qǐng)人:江蘇科技大學(xué)