GGGAJ02－40kHz
型
电除尘器用高频多重高压脉冲电源使用说明书
大连蓝清自控设备有限公司
目录
前言 (1)
一、高频多重高压脉冲电源波形简介 (1)
二、高频电源与高频脉冲电源特性分析 (2)
三、产品特点 (3)
四、应用范围 (4)
五、产品名称和型号 (4)
六、使用条件和主要技术参数 (4)
七、工作原理 (5)
八、主要技术和功能 (5)
九、操作方式 (8)
十、联网控制 (10)
十一、注意事项 (12)
十二、设备维护和保养 (13)
十三、配电电缆选型 (14)
十四、电源容量表 (14)
附图：高频电源外形尺寸图 (15)
附图：高频电源产品样机 (16)
高频多重高压脉冲电源的研制成功
是
电除尘器电源的一次伟大革命。
向雾霾宣战
电源达到目前世界领先水平。
前言
电除尘器已经有100 多年的发展历史，因其具有除尘效率高、适应范围广、运行费用低、安全可靠、使用方便且无二次污染等独特优点，为工业除尘设备的首选产品。国家《火电厂大气污染物排放标准》拟将烟尘排放标准由50 mg/m3 , 提高到30 mg/m3, 重点地区拟提高至20mg/ m3。面对越来越严格的排放标准，很多在役电除尘器达不到要求，不得不进行二次技术改造；新建待建的电除尘项目也面临挑战。虽然加长、加高电除尘器本体可以相应提高除尘效率，但是设备投入与除尘效率提高的性价比低，常规改进方法是难以满足新的环保标准。新型高压电源成为了提高电除尘效率的有效出路，三相工频高压电源、高频高压电源和脉冲叠加直流高压电源的推广应用，为提高电除尘器效率提供了新的可能和新的选择。大连蓝清自控设备有限公司多年来致力于电除尘器供电电源的开发和生产，三相工频高压电源和高频高压电源为公司的主打产品，新近研发成功的高频多重高压脉冲电源集直流供电、间歇供电和脉冲供电的特点于一身，可有效收集高比电阻粉尘和抑制反电晕，并可提高微细粉尘的收集和脱硫、脱硝的效率，是新一代的电除尘器供电电源。
一、高频多重高压脉冲电源波形简介
电除尘器用高频多重高压脉冲电源（简称高频脉冲电源），是一种即能提供直流（DC）供电，又能提供直流叠加脉冲（DC+PULSE）供电的电除尘器供电电源。
高频脉冲电源其电压叠加可组合输出多种二次电压供电波形。电场有效电晕电压叠加脉冲电压（DC+PULSE）的多重控制，使二次电压有效值、峰值、频率均可调。控制方式灵活，适应各种工况电除尘器。
下面以四单元（4+1 型）IGBT 全桥逆变组合论述。原理如图7-1 电除尘器高频多重高压脉冲电源原理图。四组电压叠加连续供电（实现调频高频电源DC 供电），如图2-1 所示；下三组电压叠加连续供电（DC 供电），上一组A 电压停止供电（实现调幅高频电源DC 供电），如图2-2 所示；下三组BCD 电压叠加连续供电（DC 供电），上一组A 电压叠加脉冲供电（PULSE），如图2-3 所示；下二组CD 电压叠加连续供电（DC 供电），上二组A、B 电压叠加脉冲供电（PULSE），如图2-4 所示；下二组CD 电压叠加连续供电（DC 供电），上一组B 电压叠加脉冲供电（PULSE），如图2-5 所示；四组电压叠加断续供电（实
现调频高频电源DC 间歇供电），如图2-7 所示。高频脉冲电源同时完成了电场有效电晕电压叠加脉冲电压（DC+PULSE）的多重控制。
图2-1 图2-2
图2-3 图2-4
图2-5 图2-6
图2-7 图2-8
二、高频电源与高频脉冲电源特性分析
电除尘器采用高频电源供电，是相同幅值直流电压连续不断的向除尘器充电
加压，使板线间始终维持在击穿电压点附近。当粉尘比电阻超过1011 ?·cm 后，
就会在气体电离—粉尘荷电—移动—捕集—脱尘的过程中出现问题。当高比电阻粉尘累积在阳极板上后，由于连续加压，使带电粉尘对阳极板的中和速度被更快的再充电，导致阳极板尘层加厚，表面电位提高，造成对放电极的电位差相对减少，放电极电晕放电减弱，引起反电晕现象发生，除尘效率大幅下降。
除尘器采用高频脉冲电源：脉冲供电（DC+PULSE）其形式是在有效电晕电压，连续不断地向除尘器充电加压的同时，叠加脉冲电压。这种荷电方式，不仅提高了瞬间的荷电电压，又降低了平均荷电电压，即使是高比电阻粉尘，粉尘层中的电位也很容易在阳极板上得到中和，阳极板表面电位降低，不会产生与放电极相对电位的提高，抑制了反电晕现象的发生。脉冲波瞬间高电压更易使粉尘荷电，所以除尘效率大大提高。
高频脉冲电源集多种供电模式为一身，可实现直流供电、间歇供电、直流叠加脉冲供电。在有效直流电晕电压基础上叠加脉冲电压，实现阶跃脉冲供电，具有脉冲前沿时间快速的特点。在快速脉冲前沿时间内，产生瞬间高强电场，粒子在脉冲放电电晕场中的电子荷电机理是以电子的电场荷电和动能扩散荷电为主。为了使粒子快速荷电，采用快速脉冲前沿的脉冲是有效的。自由电子荷电的粉尘荷电量，比离子荷电的粉尘荷电量,要高出50%以上。高压脉冲可提升电场的峰
值电压，既提高了瞬间电场强度，又激发出了大量的自由电子。有效的直流电晕电压维持电场的电晕电压，即保证了荷电粉尘的驱进速度，又降低了阳极板粉尘层的表面电位，最大程度地遏制了反电晕现象的发生，大大提升了电除尘器对高比电阻粉尘、高浓度粉尘等复杂工况的适应能力。在满足粉尘排放标准的前提下，可通过阶跃脉冲供电波形的调整，实现节能控制。
三、产品特点
大连蓝清自控设备有限公司研制的GGGAJ02－40kHz/□A*□kV电除尘器用
高频多重高压脉冲电源（简称高频脉冲电源），是一种即能提供直流供电、间歇
供电和脉冲供电的电除尘器供电电源。高压部分：由三相桥式整流加多组IGBT 全桥逆变功率单元组合,采用输出电压串联叠加技术，可输出多种阶跃脉冲。输
出电压脉动频率20-40KHz；适应任意电除尘器工况条件。低压部分：提供振打、加热等开关量输入/输出接口, 4-20mA 模拟量输入/输出接口供用户选择。人机对话：液晶触摸屏控制，上位机联网控制供用户选择。
（1）绿色电源：三相供电、电网平衡、无谐波干扰、功率因数高、电源转换效率高。
（2）多电压叠加技术：多组IGBT 全桥逆变功率单元组合，实现2+1、3+1、4+1 等高频脉冲电源的功率叠加和电压叠加。多电压叠加可组合任意电压波形形状，输出多种DC 电压波形和DC+PULSE 电压波形，实现对电除尘器的纯直流供电、间歇供电和脉冲供电。电压峰值、有效值均可调，电场控制方式灵活。
（3）高频率窄脉冲：输出频率范围2kHz-40kHz，电除尘器是容性负载，供
电频率越高电场容抗越小，电源向电除尘器注入的能量就越大。脉冲宽度8uS，更有利于瞬间高强电场的产生和微细粉尘的凝聚。
（4）智能控制：当DC+PULSE 二次电压波形设定完成后，设备通过调整频率自动跟踪电场击穿电压的临界点。电场不易闪络，实现最佳功率输出。
（5）闭环节能控制：根据除尘器排放浓度与电除尘器电源耗电量之间的闭环控制，实现节能减排。系统由上位机联网实现优化控制。
（6）降压振打控制：具备反电晕检测功能，当反电晕发生时输出联动信号，及时降压、振打清灰。
（7）微细粉尘的捕集：微细粉尘的排放量是影响电除尘器粉尘排放浓度的关键指标。高频窄脉冲供电产生的瞬间高强电场电晕，大大提高了对PM2.5 及以下颗粒物的捕集。
（8）高比电阻粉尘的捕集：当采用DC+PULSE 供电时，最大程度地遏制了反电晕现象的发生，大大提高了对高比电阻粉尘的捕集效果。
（9）脱硫脱硝：高频窄脉冲供电产生的瞬间高强电场电晕，更有利于臭氧浓度的提高，提升脱硫、脱硝的效率。
（10）节能减排：高频脉冲电源和常规单相工频电源比较，提高电除尘器除尘效率+50%，电费下降-30%。
（11）整机结构与防护：高低压一体化组装，户外布置，节约了控制室土建面积。IGBT 等功率器件散热采用箱式隔离风道，使功率器件、控制单元板与外界环境隔离。散热系统采用调速风机智能控制，提高高频脉冲电源在户外高温环
境下的适应性。控制单元板采用三防工艺处理，提高绝缘及防腐能力。不锈钢壳体，防护等级IP54。
（12）保护功能：火花闪络、电场开路、电场短路、过载、欠压、IGBT 温度、变压器油温、油位、设备故障及通讯故障等。
高频脉冲电源是电除尘器电源配套、电源改造、脱硫脱硝和取代进口同类产
品的最佳选择。
产品名称：电除尘器高频多重高压脉冲电源；
产品型号：GGGAJ02－40kHz/□A*□kV；
产品编制方法：符合JB1505-75《半导体变流器型号编制方法》产
品质量标准：符合JB/T 9688-1999 《高压静电除尘用整流设备》六、
使用条件和主要技术参数
1.使用条件
（1）海拔不超过 1 千米；高于1 千米时，按GB/T3859.2-1993 中附录B 作相应修正；
（2）环境温度：+45～-45℃（不低于变压器油所规定的凝点温度）；
（3）空气最大相对湿度为90%（在相对于空气温度20±5℃时）；
（4）无剧烈振动和冲击，垂直倾斜度不超过5%；
（5）运行地点无导电、爆炸尘埃，没有腐蚀金属和破坏绝缘的气体或蒸汽；
（6）接地极：除尘器本体接地极应单独敷设，接地电阻小于2 欧姆；
注：如果要求多重电源在特殊工作条件使用，订货时需提出并与制造厂协商。2. 主要技术参数
（1）配电方式：三相五线制（A、B、C、N、地）；
（2）交流输入电压：三相380V ±10%50Hz/60Hz±2%；
（3）输出电压调节范围：10～100%；
（4）输出电流调节范围：10～100%；
（5）输出频率：20～40kHz；
（6）输出功率：80kW、120kW、160kW、200kW。
（6）运行方式：连续；
（7）冷却方式：变压器油浸自然冷却，IGBT 强制风冷；
（8）防护等级：IP54；
（9）电场开路：二次开路跳闸最大电压阀值< 1.3 倍额定值（可调），跳闸报警延时< 60S；
（10）电场短路：二次短路跳闸最大电流阀值< 50%额定值（可调），跳闸报警延时< 60S；
（11）设备过流：一次过流跳闸最大电流阀值<110%额定值，报警延时：
<0.5S；
（12）通讯接口：RS485、以太网通讯接口；
（13）低压部分：提供开关量输入/输出接口, 4-20mA 模拟量输入/输出接口供用户选择。
（14）结构特性：整机一体化。
七、工作原理
1.电路组成
高频脉冲电源由主回路部分、控制回路部分和高频整流变压器组成。
主回路部分：由接触器、三相桥式整流、LC 滤波电路、多组IGBT 全桥逆变电路、高频高压整流变压器、冷却系统等组成。
控制回路部分：主要由DSP-CPLD 控制电路、数字锁相同步电路、IGBT 驱动电路、信号采集电路、继电器电路、通讯接口、低压接口电路等组成。
2. 工作原理
高频脉冲电源的工作原理是将三相380V、50Hz 低压交流电，经三相桥式整流、LC 滤波输出520V 直流母线电压，直流母线电压经多组IGBT 全桥逆变为高频脉冲电压，对应各自高频变压器升压，由高压硅堆整流叠加输出40KHz 直流高压，为电除尘器提供高频脉冲电源。控制器根据ESP 负载的二次电压、电流反馈信号进行自动跟踪控制。电除尘器高频脉冲电源原理框图如图7-1。电除尘器高频脉冲电源原理图（附图一）。
八、主要技术和功能
1. 主/从控制单元：由数字信号处理器（DSP）TMS320F2812，可编程逻辑器件（CPLD）EPM2210 和模数转换ADS8364 等芯片组成主/从控制系统。完成对PWM 波、移相软开关、数字信号、模拟信号等的测量、计算和执行处理，提高了设备的控制精度。
主要技术应用：硬件：多组DSP 闭式控制系统整合技术、多组IGBT 全桥逆变功率单元组合技术及IGBT 逆变控制电压叠加技术。软件：火花闪络、反电晕前兆等检测分析及模糊控制系统。
2. 操作方式：
a．触摸屏(LCD)操作
b．上位机（PC）联网操作
图7-1 电除尘器高频多重高压脉冲电源原理图
3.控制模式
DC供电模式：是高频脉冲电源的特殊形式，可实现纯直流供电和间歇供电。
DC 供电波形:多电压叠加脉冲波形幅度相等，其叠加波形如图2-1 图2-2。图2-1 供电波形输出供电功率最大。但是，二次电压峰值不可调，频率降低和间歇供电均造成功率大幅下降，火花放电频繁，对电场的适应性差。
DC+PULSE 供电模式：是高频脉冲电源供电的一般形式，可实现直流叠加脉冲供电。当DC+PULSE 模式时，二次电压波形设定完成后，设备通过调整频率自动跟踪电场击穿电压的临界点，电场不易闪络。实现高频脉冲供电。
DC+PULSE 供电波形：当DC+PULSE 模式时，可对ABCD 脉冲波形进行任意叠加组合，如图2-3 至图2-8。DC 波形的幅值影响电场有效电晕电压的高低，PULSE 波形的幅值和周期影响电场峰值电压及其持续时间，可控制火花放电频率。对电场的适应性强。
总之, DC 模式、DC+PULSE 模式的供电波形图可由触摸屏/上位机在线编制完成。从电源控制角度出发，现场工程师的责任是编制组合出最适应本单位电除尘器工况的DC、DC+PULSE 供电波形，实现节能减排的目标。
4. 保护功能当故障报警时，按照显示故障进行处理，按“故障复位”键解除故障
报警音
响，当故障解除后显示恢复正常状态。
故障类型包括：
1. 触摸屏操作：当高频脉冲电源备妥后，液晶屏方可对设备进行远程操作。
如图9-1 至如图9-7
2.上位机(PC)联网操作：高频脉冲电源备妥后，上位机方可对设备进行联网操作。
图9-1 主画面
图9-2 升压控制
图9-3 供电模式选择
图9-4 调频高频电源DC 供电
图9-5 DC+PULSE 供电1
图9-6 DC+PULSE 供电2
图9-7 调频高频电源DC 间歇供电
十、联网控制
1.联网方式：高频脉冲电源具有通用的RS485 接口，通讯协议采用MODBUS RTU 通讯协议，方便实现与其它控制系统进行通讯。下图为RS485 通讯接线图：
由于RS485 通讯对通讯距离有要求，理论上能达到1600 米，但是由于采用的通讯电缆和环境的影响超过600 米时就应当采用光纤通讯。下图为光纤通讯接线图：
2.上位机监控系统可实现的功能：
a）可实时控制/显示：高频脉冲电源的启动/停止、运行及故障状态，如：一次电流I1、母线电压U1、二次电流I2、二次电压U2、IGBT 温度、故障和浊度等。
b）对高频脉冲电源的参数进行设置，包括：工作方式、控制模式、振打和加热参数等。.
c）可实现历史和实时趋势、历史和实时故障、历史和实时数据表格以及操作记录等的查看和打印功能。
d）监控系统实行用户制度，不同的用户有不同的权限，低级权限用户只能监视高频脉冲电源，高级权限用户可对高频脉冲电源实行任何操作。
3.联网控制降压振打清灰方案：方案一：在振打期间将二次电压降到起晕电压点。方案二：在振打期间采用阶跃脉冲供电模式。此方案即保证电场振打时的清灰效果，又抑制了二次扬尘。有效的改善高比电阻粉尘造成的反电晕工况，提高除尘效率。可采用以上两种方式之一进行优化振打。
4.联网控制真仿技术/浊度仪闭环节能减排控制方案：
在除尘器负荷随时间变化时，为进一步降低能耗，上位机留有真仿接口/浊度
控制接口：真仿技术是根据燃煤锅炉的投煤量、燃煤电厂的发电负荷量转换成除
尘器出口排放浓度，再转换成4～20mA 电流信号接入真仿接口。浊度仪接口是将
除尘器出口排放浓度转换为4～20mA 电流信号再接入浊度控制接口。这两种方法
均可实现闭环反馈控制功能，即在保证电除尘器排放浓度的前提下，通过调整优
化电场的控制模式、二次电压、电流值，达到节能减排的目的。
十一、注意事项
1. 对高频脉冲电源设备操作时，不要站在有水或者潮湿的地面上；在其内
部电气安装前，须切断设备总电源。
2. 高频脉冲电源的控制器是采用CMOS 集成电路制造，易受静电损坏，因此
禁止用手触摸集成电路芯片的引脚或线路板引线。若维修需要拆卸板件，
必须先释放掉身上的静电。
3. 运行中柜门应关闭严密，禁止随意开启控制柜。
4. 设备运行过程中不得随意切断控制箱里的空气断路器以及不能随便转
换高压隔离开关。
5. 设备运行过程中勿触碰控制电路板，以防造成人身伤害、设备损坏和运
行不正常。
6. 在停机检修设备时，待母线电压降至20V 以下时，才能打开高频脉冲
电源前门，防止高频滤波电容存电导致触电危险。
十二、设备维护和保养
1.日常运行维护：
a) 监视高频脉冲电源的一次电流、二次电压和二次电流；
b) 监视高频脉冲电源各部的温升，危险油温85℃，IGBT 温度上限75℃，
设备运行无异常声音，高压输出端无异常放电。
c) 冷却循环风机运行正常，无异常声音，无过流，通风入口无堵塞。
d) 保持设备清洁
2.小修项目：
高频脉冲电源控制柜及变压器小修周期：每半年至少进行一次。恶劣环境时，应缩短小修周期。
a) 清扫控制柜内器件、控制板表面及散热通道的粉尘。
b）清扫整流变压器外壳、清洗高、低压瓷瓶。处理渗漏油。
c) 校验或更换温度传感器。
d) 检查变压器油位。
e) 对变压器油进行抽样检查其击穿电压不小于40KV/2.5mm。
f) 进行规定的测量和检验。
3.大修项目：
高频脉冲电源高压整流变压器大修周期：运行满3 年第一次大修，以后按每5 年进行一次大修。
a）检查变压器油是否符合GB2536-81《变压器油》的规定，其击穿
电压不小于40KV/2.5mm。
b）吊芯检查，将其全部裸露。
c）检查二次侧线圈、引线、支架。
d）检验整流器件（高压硅堆、分压电阻、取样电阻）
e）检查箱体、箱盖、高、低压瓷瓶等。
f）对铁芯夹件、螺杆、接地线进行检查处理。
g）清洗箱体内外及散热器，必要时将外表喷漆。
h）检查更换密封脚垫，清除各密封点渗漏油。
i）必要时对器身干燥。
j）油位仪表的检修。
k）温度仪表的检修。
l）进行规定的测量和检验。
恢复性大修和临时性检修：应根据设备运行情况而定。电源在运行
中发现严重缺陷时，应立即停电检修。
十三、配电电缆选型
1、三相380V 动力电缆，线径视设备容量而定，当采用VV-1 电缆时,建议按以
3、上位机通讯电缆选用超五类网线、光纤。
十四、高频脉冲电源容量表
附图：高频电源外形尺寸图
1、A=1137mm,B=1067mm,a=1095mm,b=947mm,h=600mm,H=1907mm；
2、A=1137mm,B=1067mm,a=1095mm,b=947mm,h=800mm,H=2407mm；
3、A=1623mm,B=1067mm,a=1511mm,b=947mm,h=800mm,H=2407mm；
大连蓝清自控设备有限公司附图：产品样机
高压强脉冲电源的设计 摘要：本文提出了一种强脉冲发生器电源的设计方案，应用此方案设 计了高压电源、IGB T控制充电、可控硅控制放电，可以自动运行的 脉冲磁场发生设备。最大直流电压达到3KV且连续可调，放电脉冲电 流高达10000A。该设备由一片AT89C52单片机控制，可实现与计算 机的连接。 关键词：高压电源； IGBT ；可控硅 The Design of High Voltage Pulsed Power Supply Abstract: This paper presents a strong pulse generator power supply design, applications for this program designed high-voltage power supply, IGBT control the charging and SCR controlled discharge, can be run automatically pulse magnetic field equipment. Maximum DC voltage 3KV and continuously adjustable discharge pulse currents up to 10000A. The device is controlled by an AT89C52 microcontroller can be realized with the computer. Key words: high voltage power supply；IGBT；SCR， 引言：强脉冲磁场对工业装置及医疗的作用［1］，强脉冲磁场对金属 形成时的影响［2］以及脉冲磁场刺激对生物体的效应等已经越来越 引起人们的关注。目前国内的脉冲磁场设备，一般电压较低，频率也 较低。特别是高压充电部分采用调压器调压［3］，这样体积太大也显 笨重。要产生更高的磁场强度，可以改变脉冲磁场频率的自动运行的
高频电源及脉冲电源在烧结 机头电除尘器改造中的应用研究 摘要：随着国家环保要求对排放指标的提高，烧结机头电除尘器面临着升级改造的问题。本文介绍了机头电除尘器改造的几种思路，着重介绍了高频电源及脉冲电源对烧结机头电除尘器降低排放的理论依据及实际应用。 关键词：烧结，机头电除尘器，高频电源，脉冲电源 1 引言 随着当前大气污染形势日趋严峻，国家出台了新的环保排放标准。《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》中规定，烧结机头排放标准提高至50mg/m3，限值地区为40mg/m3，部分地方规定甚至达到30mg/m3。由此可见国家的环保标准提高到了一个更高的水平。新标准对排放值要求的指标提高幅度较大，因此新标准发布之前建成的大部分烧结机头电除尘器均面临技术升级改造问题。 2 几种电除尘器改造思路 为提高电除尘器的排放指标，目前的改造方案总体上可分为三类，第一类为除尘器本体改造，第二类为除尘器电源改造，以及根据实际情况将二者结合进行改造。除尘器本体改造包括增加电场方案、加高电场方案、末电场采用旋转极板方案、采用电袋方案等。除尘器本体改造方案普遍存在工期长、投资大，且受场地制约等不利因素。而电源改造方案的工期短甚至可以在线改造，投资也相对较低，且不受场地制约。因此，从电源改造入手为电除尘器的改造提供了另一种思路。 3 高频电源及脉冲电源在机头电除尘器改造中的应用 3.1 烧结机头电除尘器的特点 1）工况稳定性差导致烟气温度变化范围大，使电除尘器工况处于剧烈变化状态，除尘效果不稳定； 2）烟气粉尘中碱金属氧化物含量高，比重轻，粘度大，粉尘颗粒细。粉尘被吸附在阳极板、阴极线上后，难以清除，造成板、线积灰严重，易造成电晕闭塞及反电晕现象发生，影响除尘效率； 3）粉尘比电阻高。由于粉尘比电阻高，尤其产生高碱度烧结矿时，比电阻值甚至达到1012 1
一、 电除尘器高频电源 JHGP型电除尘器高频电源介绍 概述 除尘器高频高压电源是国际上先进的电除尘器供电新型电源，具有完全自主知识 产权，佳环电子在专业生产电除尘用高压电源技术上处于领先地位。 该产品与传统的可控硅控制工频电源相比性能优异，具有输出纹波小、平均电压电流高、体积小、重量轻、集成一体化结构、转换效率与功率因数高、采用三相平衡供电对电网影响小等多项显著优点。特别是可以较大幅度地提高除尘效率，所以它是传统可控硅工频电源的革命性的更新换代产品，实现了电除尘器供电电源技术水平质的飞跃。 该产品主要开关器件采用了德国semikrom（西门康）公司的器件，控制采用数 字化控制，具有多种通讯方式，以便集中管理控制。 可控硅交流 工频 直流 电除尘器 电场 相整流变压器 工频电源 直流k交流直流电除尘器 电场 高频相 整流变压器 二、 高频电源 工频电源与高频电源原理结构图JHGP型高频电源的特点 高频 逆变器 整流 电路
▲更好的节能效果：高频电源具有高达93%以上的电能转换效率，在电场所需相同的功率下，可比常规电源更小的输入功率（约20%），具有节能效果。；有更好的荷电强度,在保证了粉尘充分荷电的基础上,可以大幅度减少电场供电功率,从而减少无效的电场电功率。 ▲三相平衡供电：高频电源为三相输入，三相供电平衡，功率因数大于0.95， 无缺相损耗，无电网污染。 ▲可提高电晕功率：高频电源的输出电压纹波系数比常规电源小（高频电源约1％，而常规电源约30％），可大大提高电晕电压（约30%），从而增加电场内粉尘的荷电能力，也减小了荷电粉尘在电场中的停留时间，从而可提高除尘效率。电晕电压的提高，同时也提高了电晕电流，增加了粉尘荷电的机率，进一步提高除尘效率，特别适用于高浓度粉尘场合。 ▲更好的电源适应性：与工频电源相比，高频电源的适应性更强。高频电源的输出由一系列的高频脉冲构成，可以根据电除尘器的工况提供最合适的电压波形。间歇供电时，供电脉宽最小可达到1ms，而工频电源最小为10ms,可任意调节占空比，具有更灵活的间歇比组合，可有效抑制反电晕现象，特别适用于高比电阻粉尘工况。 ▲更好的火花控制特性：高频电源的火花关断时间<10μs而工频电源需 10ｍs，火花能量很小，电场恢复快，提高了电场的平均电压，从而可提高了除尘效率。 ▲完善的保护功能：为保证设备的安全可靠运行，具有输入过流、IGBT过流过热、输出开路短路保、直流母线电压过低、IGBT散热器和变压器油过热、油箱压力过高、油箱油位过低等保护，基本上是属于免维护的产品。 ▲方便的调试界面：高频电源一般安装于除尘器顶部，JHGP高频电源装有液晶触摸人机界面，在就地可完成开停、设定参数、查看各种运行参数等功能，大大提高设备调试的方便性。 ▲标准的联络通讯能力：采用标准的MODBUS 协议通讯，可以方便与上位机系统通讯，实现远程管理和系统集成。 ▲更方便的安装方式：高频电源采用集成一体化结构，体积更小、重量更轻，高频电源直接安装在电除尘器顶部，节省配电室空间，节省大部分信号电缆和控制电缆，减少安装费用。高压出线位置及轮子位置与工频整流变压器完全一样，非常适合电源的改造。
a)整流和滤波 三相交流电压经整流桥得到直流电压，再经滤波，输出平直的直流电压。 b)高频逆变 直流电压经由IGBT逆变桥、谐振电容、谐振电感组成的串联LC谐振逆变电路，逆变成高频交流电压。 c)高频升压整流 逆变波形经过高频变压器升压，再经高频整流桥整流，从而得到ＥＳＰ所要求的直流高压。 d)控制与调整 智能控制系统检测ESP工况,根据设置的参数,自动调整电源输出电压和电流大小,波形等,并给出设备是否正常指示,工况是否合适. 高频电源主要有以下几大特点： 1.高效节能。 高频电源相对于常规工频（50Hz）电源而言，高频的工作频率可达40KHz，相当于工频电源的800倍，高频电源本身的效率与功率因素高，效率≥92%，功率因素≥0.92，比工频电源基础节能达35%以上。 2.提高电场运行电压，提高除尘效率。 高频电源纯直流供电时输出电压纹波，通常小于5%，远小于工频电源的35%-45%的纹波百分比，运行平均电压可达工频电源的1.3倍，运行电流可达工频电源的2倍，可有效增强电场的粉尘荷电，提高除尘效率。
3.适应性强，适合高浓度和高比电阻粉尘。 在燃用低硫煤，飞灰，高比电阻粉尘时会存在反电晕现象，引起除尘效率低，理论和 实践均表明，间歇脉冲供电可以在一定程度上克服高比电阻粉尘引起的反电晕。高频电源 脉冲供电时具有更窄的脉冲宽度，更有利于电场降低反电晕程度，从而提高收尘效率。 4.火花控制特性好。 高频电源串并联混合谐振的拓扑结构使其具有恒流特性，可以有交抑制电场火花的冲击，30uS内迅速熄灭火花。因而火花能量小，对供电冲击小，判断时间短同，电场电压恢 复速度快（仅需工频电源恢复时间的20%），提高了电场的平均电压，提高了除尘效率。 5.与工频相比，高频电源节能效果明显 高频电源提供给电场的电能有效利用率高，减少了无功的供电损耗，高频电源提高了 粉尘荷电能力，明显提高除尘效率。在保证除尘效率不变的情况下，与工频电源相比，节 能幅度最高可达90%，减少粉尘排放40%-70%. 6.安装方便，节省费用。 高频电源直接安装在电除尘器顶部，节省配电室空间，节省部分信号电缆和控制电缆，减少安装费用。 7.体积小，重量轻，高度集成。
1绪论 1.1论文的研究背景 电源设备用以实现电能变换和功率传递，是一种技术含量高、知识面宽、更新换代快的产品。现今已广泛应用到工业、能源、交通、运输、信息、航空、航天、航运、国防、教育、文化等领域。在信息时代，上述各行各业都在迅猛地发展，发展的同时又对电源产业提出了更多更高的要求。显然，电源技术的发展将 带动相关技术的发展，而相关技术的发展反过来又推动了电源产业的发展。当前在电源产业，占主导地位的产品有各种线性稳压电源、通讯用的AC y DC开关电源、DC y DC开关电源、交流变频调速电源、电解电镀电源、高频逆变式整流焊接电源、中频感应加热电源、电力操作电源、正弦波逆变电源、大功率高频高压直流稳压电源、绿色照明电源、化学电源、UPS可靠高效低污染的光伏逆变电 源、风光互补型电源等。而与电源相关的技术有高频变换技术、功率转换技术、数字化控制技术、全谐振高频软开关变换技术、同步整流技术、高度智能化技术、电磁兼容技术、功率因数校正技术、保护技术、并联均流控制技术、脉宽调制技术、变频调速技术、智能监测技术、智能化充电技术、微机控制技术、集成化技术、网络技术、各种形式的驱动技术和先进的工艺技术。 1.2脉冲电源的特点及发展动态 脉冲电源是各种电源设备中比较特殊的一种，顾名思义，它的电压或电流波 形为脉冲状。按脉冲电源的输出特性分类，有高频、低频、单向、双向、高压、低压等不同的分类，具体选择怎样的输出电压、输出电流和开关频率，根据具体的应用场合而定。按脉冲波形分，有矩形波、三角波、梯形波、锯齿波等多种形式，如图1. 1所示。 图1 . 1各种脉冲波形 由于矩形波具有较好的可控性和易操作性，所以这种波形的应用居多。究其本质，
二期电除尘高频电源检验规程 一、引用标准 1) JB/T8536-1997 《电除尘器机械安装技术条件》 2) GBJ148-90 《电气装置安装工程电力变压器、油浸电抗器、互感器施工 及验收规范》 3) GB5051-91 《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》 4) GB50170-92 《电气装置安装工程盘、柜及二次回路接线施工及验收规 范》 5) GBJ131-90 《工业自动化仪表工程质量检验评定标准》 6) GB50150-91 《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》 7) JGJ46-2005 《施工现场临时用电安全技术规范》 8) ZB J88 001.7 《电除尘器空载通电升压试验方法》 9) ZB J88 008 《电除尘器机械安装技术条件》 二、设备检验流程： 1、检验前检查： 1.1电场本体检修完毕，电场本体内部无人员施工，封锁人口门。 1.2 高压隔离开关的动作应准确到位，接触点应接触良好闭锁可靠。 1.2高频电源预调试，填写高频电源预调记录表。 1.4完成低压系统送电工作。 1.5 完成高频电源送电工作，送电顺序：①高压隔离刀闸接至运行位置； ②闭合400V电源柜内刀熔开关；③闭合上位机系统电源。 2、检验步骤:
检验步骤分为上位机通讯检测、低压系统检验、冷态检验三部分。 2.1上位机通讯检测 运行人员完成高频电源、高频电源配电柜送电工作后，进行上位机系统检测。 1)光纤、电缆、硬件连接。 2)将甲、乙两侧高频电源通过485接口分别连接。 3)两侧高频电源的最后一台分别连接到集控室的网络服务器上。 4)高频电源DSP板中的地址拨码开关及终端电阻拨码开关拨到指定位置。 5)启动上位机系统，进入运行界面。 2.2低压系统检验 1)PLC柜上电后，检查PLC程序。 2)柜内振打、加热单体回路检查。 3)低压振打阴阳极电机由于动力电缆没有改变相序，不做正反转检查。 4)通过上位机启停阴阳极振打、加热设备，确保上位机画面、状态指示灯、接 触器、就地设备状态一致。 5)对灰斗料位计状态进行核对，确保上位机显示与就地状态一致。 6)启动低压振打锤（阳极）周期运行，加热连续运行10小时。 7)阳极振打电机运行周期设置，加热运行周期设置、温度高低限设置。
中南民族大学 硕士学位论文 磁控溅射高频脉冲（A<'2>K）电源的研制 姓名：刘亚东 申请学位级别：硕士 专业：等离子体物理 指导教师：孙奉娄 20080501
摘要 根据调研和文献，对不同的溅射技术进行了比较，针对脉冲磁控溅射（Pulse Megnetron Sputtering（PMS））的特点及受限于电源技术的瓶颈，提出了A2K（Active Arc Killer）电源指标：输出频率最高达300kHz，负向电压在0～-500V可调，负向最大峰值电流达2A，正向电压在0～100V可调，正向最大峰值电流达1A，负向占空比10％～60％范围可调的双向脉冲电源。 为了实现电源指标，分析了拟设计电源的难点：主要是受电力电子器件的限制，电压、电流和频率同时达到所需水平的电力电子器件目前在国内无法找到，即使找到了成本也是相当高。因此，本文从结构上入手，提出了整体的电源解决方案，它由两个独立的DC/DC变换（分别用于调节正、负向电压）、一个斩波系统（用于形成正向脉冲）和一个逆变倍频系统（用于形成负向脉冲）构成。逆变倍频系统及其与斩波系统的配合是核心问题，方案在一定程度上突破了电力电子器件的限制，为溅射电源设计提供了新的方案。 根据总体方案，详细论述了主电路的拓扑选择、功率器件的选择、磁性器件的设计、缓冲电路的选择、控制电路和驱动电路的设计。在比较了各种拓扑优缺点之后，根据电源指标要求，选择了全桥电路作为负向调压系统的DC/DC变换拓扑，正激电路作为正向调压系统的DC/DC变换拓扑，逆变倍频系统也采用全桥逆变，副边采用可控整流。由于对频率有较高要求，功率开关管全部采用功率MOSFET。讨论了中高频下Miller效应对功率开关管驱动的影响及其解决方案，还讨论了缓冲电路的作用及参数选择。 本文还从工程经验上详细描述了电源调试中出现的问题和如何解决这些问题的详细过程。通过示波器检测驱动信号实时波形，验证了Miller效应的影响。通过检测负载电压和电流波形、电源在功能上达到了设计指标。 实际用于磁控溅射实验，与RF、DC溅射进行比较，验证了脉冲溅射的优势和电源的实用性，此电源可作为实验室磁控溅射试验电源。 关键词：脉冲磁控溅射；高频脉冲电源；逆变倍频；Miller效应
符号（ZDK ），开始时，自 动调宽电位器顺时针开到 最大。在保护点范围内，逐 渐开大内调宽电位器并逐 渐关小自动调宽电位器，直 至， 调宽电位器最大，自动 调宽电位器小到一定程度， 以达到额定电流为度。 符号（TK ）正时针 宽度大 （总电流大）反时针宽度 小（总电流小）当电流过 大，电路保护时，关机， 将宽度电位器略微调小， 开机。配合自动调宽电位 器，自动调宽电位器逐渐 关小，宽度电位器逐渐开 大，直至最大（不超过额 定电流） 三龙臭氧电源调试 连接好的三龙臭氧电源经过细心调 试可以发挥它的最大潜能，做到长 期稳定的工作 1先认识四只电位器 频率调整电位器： 紧靠加密盒， 宽度微调电位器: 为1k_1.5k/1w 转柄电位器固定在 符号⑴，正时针频率高， 反时针频率低，总电流 为最大值时，频率为最 佳点，此时，声音最小。 如果总电流超过额定 值，用ZDK 调到额定自 值。 机壳面板上,调整电路时,首先把他 正时针开到最大值。 调宽电位器： 为10k 实芯电位器，离高压包较近。 固定在电路板上。 宽度调整电位器: 为4.7k 实芯电位器。固定在电路板 故障保护电位器：为200欧姆实芯电位 器。固定在电路板上。
将自动调宽电位器（ZDK）和挂长 勺手动电位器正时针调到最大，调宽 1器（TK）反时针调到最小。 开启电源，此时，电流表指示应远 小于电路工作正常值。细心听取，应该 有发生器工作时所固有的沙沙声或高压包的 轻微叫声。否则，应检查电路连接。检查电 路连接时应首先关掉电源。 2调整过程: A试运行。检查电路连接确实无误，在 交流输入端，一定要串联匹配的电流 交流电流表一定 要用磁电式 水路连接完好,并且水路中应有水在流动,确保 调试过程中功率管散热良好。 B正常工作电流的调整。宽度电位器 （TK 4.7k ）徐徐开大，当电流达到额定植 的一半时（2.5kw,5kw,10kw 则应该在额定 值的1 /3时）调整频率，方法是：不论正时 针或是反时针调整频率电位器，使电流增至最 大，暂时锁定频率电位器。 再徐徐开大宽度电位器（TK 4.7k ）使 电流表指针达到额定值，调节频率电位器 （f）,不论正时针或反时针，使电流值达到最 大，超过额定植用自动限宽电位器（ZDK）拉 回到额定值。如果是2.5Kw,5kw,10kw 应该 分三次调整频率，第二次应该在额定电流的2 ／3 处进行。 调整频率的目的是在寻找负载回路的谐振 符号（BH ）开始反时针放到最小 值，逐渐开大调宽电位器，使岀现 保护。正时针调大线的保护电位 器30度角，重启。 再调大宽度，再调大保护3电位 度角，再重启。直至保护点为额定 电流值的1.2倍。
高频电源在火电厂静电除尘器中的应用 发表时间：2017-01-18T08:58:54.957Z 来源：《基层建设》2016年30期作者：白凌肖亮沈成喆郝大伟 [导读] 摘要：本文介绍了电除尘器高频电源工作原理,分析了高频电源相对于传统工频电源的优越性. 神华国华三河发电有限责任公司河北三河 065201 摘要：本文介绍了电除尘器高频电源工作原理,分析了高频电源相对于传统工频电源的优越性.以三河发电公司的4台机组电除尘器改造为例,介绍了高频电源在火电厂电除尘器上的改造效果、运行控制策略及存在的问题，为其他公司的电除尘高频电源改造提供宝贵数据及经验，具有很好的应用前景。 关键词：静电除尘器；高频电源；控制；策略 概述 随着新环保法的实施，以及当下雾霾天气的加剧，人们对环保要求越来越高提高。《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）对燃煤发电厂的烟尘排放浓度作出了更为严格的限制，重点地区烟尘排放标准变为5mg/Nm3。目前，国内部分火力发电厂电除尘器很难达到新标准要求，作者所在的三河发电公司对对4台发电机组电除尘器进行了高频电源改造，改造后运行效果良好，烟尘排放值满足国家标准。 1工作原理 1.1火电厂静电除尘器工作原理 电除尘器除尘是利用高压电建立起足以使气体发生电离的电场，使流经电场的灰尘粒子荷电(带上电子或离子)，并在电场力的做用下使荷电灰尘粒子向异性电极运动，并积附在异性电极上，从而实现灰尘粒子与烟气流的分离，通过振打使阴极线、阳极板上积灰被振落，掉入下部灰斗中。 电除尘器分为本体和电气两大部分。本体部分主要包括阴极系统、阳极系统、进出口封头和气流均布板、壳体、灰斗及保温等。在绝缘子室、阴极振打瓷轴和灰斗处都设置有电加热器。电气部分为高频电源，高频电源一次部分：主断路器、主接触器、经三相整流模块（整流为580V直流）、滤波电容、IGBT模块（高频开关到5~20KHz）、谐振电容、高频整流变压器等组成，高压侧柜门装有电源指示、运行和故障指示、就地操作开关、二次电压表、二次电流表。高频电源低压控制部分：控制电源开关、主冷却风机电源、柜顶风机电源、电源板、控制器、二次控制器件，同时高频电源集成该电场阴阳极振打控制等。 1.2高频电源工作原理 高频电源是将三相交流电经整流和滤波后得到约530V左右的直流电压，经全桥逆变，形成20KHz左右的交变电流，再经高频变压器升压整流后形成高频高压脉动直流送电除尘器。 2高频电源介绍 高频高压整流电源（简称高频电源）是新一代的电除尘器供电装置，可广泛应用于电力、冶金、化工、水泥等行业的烟气粉尘治理，可实现高效除尘、保护环境的作用。该产品是我公司独立研发、拥有完全自主知识产权的高新技术产品。电除尘器高频电源是利用高频开关技术而形成的逆变式电源，其供电电流是一系列窄脉冲构成，可以给电除尘器提供具有从接近纯直流到脉动幅度很大的各种电压波形。高频电源控制方式灵活多样，可根据电除尘器运行工况选择最合适的电压波形，减少电除尘能耗，提高除尘效率；另外，高频电源还有体积小、重量轻、节省电缆用量，三相平衡供电等诸多优点。 2.1高频电源优点 从图1可以清楚的看出，使用工频电源时，二次电压峰值会高出平均值约1.3倍，电场会因较高的峰值电压而放电，从而降低了电场输入电流。而高频电源可以很好避免这一问题，提升电场输入电流，即增加集尘板电流密度。 2.2大幅提升集尘板电流密度的重要意义 单一供电分区的设计电流量=分区集尘板面积*0.35~0.38mA/m2（电流密度）。那么设计用2000mA的电源电流量其实暗指本体分区的集尘板面积比较大，但运行中工频电源基本只能运行到1000mA左右电场就有可能因为峰值电压很高而放电，这样的话实际集尘板运行电流密度仅为0.17~0.19mA/m2，较设计电流密度，或者说饱和电流密度还差距很大，这还没有考虑电场内部电流不均匀的问题。从而严重影响了工频电源运行中的除尘效率。 而改用高频电源后，如果运行电压依然达到火花放电水平时，电场输入电流较工频会有大幅提升，可以接近甚至达到设计板电流密度或饱和电流密度，从而挖掘出除尘器潜在的除尘效率。 2.3高频电源控制器 HIRCON高频电源控制器采用两块32位DSP处理器作为核心，完成所有信号采样、数学运算、产生调整触发脉冲，实现电场内火花的检测判断及控制，把火花频率维持在一个合适的状态。 低压控制---HIRCON除对电除尘器高频整流变压器进行控制外，还集成了5路DO输出，可以对振打回路和加热回路进行控制，多达8套控制定时器，用于控制振打电机或电加热器在不同时段和控制模式下的振打频率及减电压的方式等。对于电磁振打锤方式的电除尘器，
文档收集于互联网，已重新整理排版.word版本可编辑,有帮助欢迎下载支持. 《电除尘器高频脉冲电源及控制系统》 项目总结报告 项目类别：江苏省产学研前瞻性联合研究项目 项目编号：BY2015070-08 项目名称：电除尘器高频脉冲电源及控制系统 项目负责人：徐志科 项目周期：2015年1月~2017年12月 东南大学 江苏一品环保科技有限公司 2018年6月20日
文档收集于互联网，已重新整理排版.word版本可编辑,有帮助欢迎下载支持. 一、项目概况 (一)项目背景与意义 电除尘器因其除尘效率高，运行和维护费用低廉，而广泛地使用于电力、冶金、石化、建材、机械、医药等行业中各种工业窑炉烟尘治理。它是典型的机电一体化设备，由机械本体和电气控制两部分构成。电除尘器电气控制系统的主要功能是为除尘器本体提供建立收尘静电场用的直流高压和对电除尘器辅助电气设备进行控制和保护。多年的电除尘理论研究和实践运行经验表明，电除尘器电气控制系统的供电及控制特性对电除尘器的性能有着重要影响，电气控制系统的工作状况必须时刻适应除尘工况的变化，才能保证电除尘器始终工作在最佳的状态下。例如在高粉尘浓度工况下，提供幅值尽可能高的纯直流电压，将大大改善电除尘器的除尘效果，而在普通工况和高比电阻粉尘工况下，提供具有特定幅度和周期的脉冲供电波形，将会获得良好的节能运行效果和除尘效果。正是由于电除尘器实际运行过程中除尘工况的复杂性，使电除尘器电源技术理念大大区别于其他领域使用的电源技术。因此，开发能够更好的适应电除尘器复杂的运行工况，保证电除尘器的运行效果的新型电源技术，客观上成为推动电除尘器电源技术发展的直接技术动力。 在我国，从2004年1月1日起，GB13223-2003 《火电厂大气污染物排放标准》已经正式颁布实施，新标准对于已经建成投运和尚未建成的火电厂烟尘排放浓度有了更加严格的要求，这对以电力行业为主要市场的电除尘行业，带来的新的挑战和机遇。对于新建火电工程，为了满足新标准的要求，必然要提高电除尘器本体的设计裕度，这直接导致了设备和工程造价的提高。对于已投运电除尘器，如何克服设备场地等不利因素影响，制定合理的技术改造方案，使电除尘器实现达标排放。这些都成为整个行业共同关心和急待解决的问题。对于占电厂厂用电约6%左右的电除尘器来说，如何降低其能耗也是各个电除尘器电源厂家所关心的问题。因此，开发新的电除尘器电源技术，通过电源供电技术的改进，充分挖掘现有电除尘器本体设备的潜力并最大程度的降低电除尘的能耗，将具有重大的现实意义和经济意义。 电除尘运行过程中，用于高压收尘的电耗可分为三类，一是用于粉尘的荷电与捕集的电能，称为“有效”电能；二是对粉尘的荷电与捕集起破坏作用的电能，称“反效”电能，如反电晕、二次扬尘等；三是介于上述两者之间，即不有利也不有害的电能称为“无效”电能，如电晕放电过程中，没有用于粉尘的荷电与捕集的多余电荷等，这部分属于浪费的电能亦称“浪费”电能。电除尘过程中，有效、反效、无效电能是交织在一起的，实际上，在总的电能消耗中，有效电能很
一、高频电源在电除尘前电场的应用 电除尘前电场的粉尘浓度大，且粉尘空间分布均匀，所以前电场主要作用就是收集粒径较大的颗粒，因此烟气电离越充分，，收尘越好。 根据除尘效率公式(多依奇公式)：η=1-e-Aω/Q 其中：η为电除尘器的效率；A为电除尘器的比收尘面积；ω为带电粒子在电场中的趋进速度；Q为电除尘器的处理烟气量，电除尘中Q值，A值是既定的，所以只能通过改变驱进速度ω来提高电除尘的除尘效率。 驱进速度ω的公式：ω=0.11aE2/η 式中：a为带电粒子的粒径，E为场强；η为含尘烟气的粘度，所以只有提高粉尘荷电量或提高前电场电压才能提高驱进速度。 高频电源是通过整流桥把三项交流整流成直流，通过IGBT逆变和LC振荡，变成高频交流，再经整流变压器升压整流后，形成高频窄脉冲电流送到除尘器，负载运行时，高频起晕电压平均值和峰值一样高，有利于二次电流的提高，电晕功率增大，电场内粉尘的荷电能力也就增加了。 当使用间隙供电时，其脉冲宽度更窄，频率范围更大，可以有效抑制反电晕，提高除尘效率。 二、脉冲电源在电除尘末电场的应用 末电场粉尘颗粒小，质量轻，高频电源和公平的供电特性无法使其有效荷电，电场强度上不去，采用脉冲MPS脉冲电源技术，使用短宽度的脉冲施加高脉冲电压所产生的电场很稳定，而且不会产生反电晕，微妙级脉冲电源使细微粉尘荷电更好，径粒在10um附件颗粒物，电量从34有效提高到67，且脉冲电源对粒子的驱尽速度快，所以脉冲电源对用在末电场的效果是非常显著的。 脉冲电源的高电压、低电流也是非常节能的。 三、结论：高频电源和脉冲都是新技术，根据各电场灰的情况和特性，前边电场用高 频，末电场用脉冲的组合是合理的。 导电滤槽的弊端：对于后面电场增加导电滤槽，经过参考多个项目使用效果， 安装导电滤槽后，开始效果比较不错，运行一段时间后，滤槽就会出现严重积灰，槽孔堵死，尤其用顶部电磁振打，下半部分的灰根本无法清楚，导致烟气流场不均，末电场运行不是很稳定。而且滤槽距离出口最近，所以振打滤槽时，二次扬尘很大，尤其电磁振打一个一个打过去，会造成出口粉尘排放连续性超标。
静电除尘器高频电源 各类高压电源的性能对比与脉冲高频电源简介 概述 在饱受雾霾之苦的今天。随着我国对环境保护的日益重视，燃煤电厂的污染排放受到人们的关注，国家和地方环保部门对燃煤电厂污染物的排放和总量有了较严格的控制，并且排放标准逐年升高。这就迫使企业对现有的静电除尘器设备进行不断的升级和改造。但是现有的问题是，很多企业的静电除尘器在当初设计时没有考虑到未来的排放标准会如此苛刻，导致一批静电除尘器在今天的环保标准下排放超标。而在静电除尘器升级改造中，增加电场又没有足够的场地，用袋式除尘器又担心后期的维护成本。所以提高静电除尘器高压电源的供电技术，才是解决这个问题最有效的捷径。下面我们就通过粉尘的荷电机理与电源工作原理来论证一款由中国自主研发的新型静电除尘器高压电源——脉冲高频电源。
一、静电除尘器高压电源发展的三个阶段： 第一阶段：工频电源 1、恒流源：单相交流380V输入,变压器分档调幅调压，高压硅堆整流输出。输 出 频率100Hz。 二次电压输出波形：纹波较大的直流（DC）电压波形。 2、单相可控硅电源：单相交流380V输入，可控硅调相调压，高压整流变压器输 出。输出频率100Hz。 二次电压输出波形：纹波较大的直流（DC）电压波形。 3、三相可控硅电源：三相交流380V输入，可控硅调相调压，高压整流变压器输 出。输出频率300Hz。 二次电压输出波形：纹波较小的直流（DC）电压波形。 第二阶段：高频电源 1、按输出频率可分为：10 kHz、20 kHz、50 kHz。 2、按调压方式可分为：调频高频电源、调幅高频电源。 三相交流380V输入，可控硅/二极管调相调压，IGBT全桥逆变经高压整流变压器输出。输出频率10 kHz、20 kHz、50kHz。 二次电压输出波形：基本上纯直流的（DC）电压波形。 第三阶段：工频基波脉冲电源 工频基波脉冲电源：由两组独立电源组成即基波电源和脉冲电源。基波频率300Hz，脉冲频率100pps，脉冲宽度75μs； 第四阶段：脉冲高频电源： 由多组独立高频电源叠加组成。基波频率10～50 kHz，双脉冲频率1～10000 pps，脉冲宽度8μs；脉冲电源输入电压: 三相交流380V。 二次电压输出波形：直流（DC）电压波形叠加脉冲（PULSE）电压波形。即直流叠加脉冲（DC+PULSE）电压波形。
电除尘器高频电源 JHGP 型电除尘器高频电源介绍 一、 概 述 除尘器高频高压电源是国际上先进的电除尘器供电新型电源，具有完全自主知识产权，佳环电子在专业生产电除尘用高压电源技术上处于领先地位。 该产品与传统的可控硅控制工频电源相比性能优异，具有输出纹波小、平均电压电流高、体积小、重量轻、集成一体化结构、转换效率与功率因数高、采用三相平衡供电对电网影响小等多项显著优点。特别是可以较大幅度地提高除尘效率，所以它是传统可控硅工频电源的革命性的更新换代产品，实现了电除尘器供电电源技术水平质的飞跃。 该产品主要开关器件采用了德国semikrom （西门康）公司的器件，控制采用数字化控制，具有多种通讯方式，以便集中管理控制。 高频电源 工频电源 k 交流 整 流 电 路 高频逆变器 电除尘器 电场 工 频 整流变压器 相 相 高 频整流变压器 交流 直流 可控硅 直流 直流 电除尘器 电场 工频电源与高频电源原理结构图 二、 JHGP 型高频电源的特点
▲更好的节能效果：高频电源具有高达93%以上的电能转换效率，在电场所需相同的功率下，可比常规电源更小的输入功率（约20%），具有节能效果。；有更好的荷电强度,在保证了粉尘充分荷电的基础上,可以大幅度减少电场供电功率,从而减少无效的电场电功率。 ▲三相平衡供电：高频电源为三相输入，三相供电平衡，功率因数大于0.95，无缺相损耗，无电网污染。 ▲可提高电晕功率：高频电源的输出电压纹波系数比常规电源小（高频电源约1％，而常规电源约30％），可大大提高电晕电压（约30%），从而增加电场内粉尘的荷电能力，也减小了荷电粉尘在电场中的停留时间，从而可提高除尘效率。电晕电压的提高，同时也提高了电晕电流，增加了粉尘荷电的机率，进一步提高除尘效率，特别适用于高浓度粉尘场合。 ▲更好的电源适应性：与工频电源相比，高频电源的适应性更强。高频电源的输出由一系列的高频脉冲构成，可以根据电除尘器的工况提供最合适的电压波形。间歇供电时，供电脉宽最小可达到1ms，而工频电源最小为10ms,可任意调节占空比，具有更灵活的间歇比组合，可有效抑制反电晕现象，特别适用于高比电阻粉尘工况。 ▲更好的火花控制特性：高频电源的火花关断时间<10μs而工频电源需10ｍs，火花能量很小，电场恢复快，提高了电场的平均电压，从而可提高了除尘效率。 ▲完善的保护功能：为保证设备的安全可靠运行，具有输入过流、IGBT过流过热、输出开路短路保、直流母线电压过低、IGBT散热器和变压器油过热、油箱压力过高、油箱油位过低等保护，基本上是属于免维护的产品。 ▲方便的调试界面：高频电源一般安装于除尘器顶部，JHGP高频电源装有液晶触摸人机界面，在就地可完成开停、设定参数、查看各种运行参数等功能，大大提高设备调试的方便性。 ▲标准的联络通讯能力：采用标准的MODBUS 协议通讯，可以方便与上位机系统通讯，实现远程管理和系统集成。 ▲更方便的安装方式：高频电源采用集成一体化结构，体积更小、重量更轻，高频电源直接安装在电除尘器顶部，节省配电室空间，节省大部分信号电缆和控制电缆，减少安装费用。高压出线位置及轮子位置与工频整流变压器完全一样，非常适合电源的改造。
静电除尘器脉冲高频电源 各类高压电源的性能对比与脉冲高频电源简介 概述 在饱受雾霾之苦的今天。随着我国对环境保护的日益重视，燃煤电厂的污染排放受到人们的关注，国家和地方环保部门对燃煤电厂污染物的排放和总量有了较严格的控制，并且排放标准逐年升高。这就迫使企业对现有的静电除尘器设备进行不断的升级和改造。但是现有的问题是，很多企业的静电除尘器在当初设计时没有考虑到未来的排放标准会如此苛刻，导致一批静电除尘器在今天的环保标准下排放超标。而在静电除尘器升级改造中，增加电场又没有足够的场地，用袋式除尘器又担心后期的维护成本。所以提高静电除尘器高压电源的供电技术，才是解决这个问题最有效的捷径。下面我们就通过粉尘的荷电机理与电源工作原理来论证一款由中国自主研发的新型静电除尘器高压电源——脉冲高频电源。
一、静电除尘器高压电源发展的三个阶段： 第一阶段：工频电源 1、恒流源：单相交流380V输入,变压器分档调幅调压，高压硅堆整流输出。输 出 频率100Hz。 二次电压输出波形：纹波较大的直流（DC）电压波形。 2、单相可控硅电源：单相交流380V输入，可控硅调相调压，高压整流变压器输 出。输出频率100Hz。 二次电压输出波形：纹波较大的直流（DC）电压波形。 3、三相可控硅电源：三相交流380V输入，可控硅调相调压，高压整流变压器输 出。输出频率300Hz。 二次电压输出波形：纹波较小的直流（DC）电压波形。 第二阶段：高频电源 1、按输出频率可分为：10 kHz、20 kHz、50 kHz。 2、按调压方式可分为：调频高频电源、调幅高频电源。 三相交流380V输入，可控硅/二极管调相调压，IGBT全桥逆变经高压整流变压器输出。输出频率10 kHz、20 kHz、50kHz。 二次电压输出波形：基本上纯直流的（DC）电压波形。 第三阶段：工频基波脉冲电源 工频基波脉冲电源：由两组独立电源组成即基波电源和脉冲电源。基波频率300Hz，脉冲频率100pps，脉冲宽度75μs； 第四阶段：脉冲高频电源： 由多组独立高频电源叠加组成。基波频率10～50 kHz，双脉冲频率1～10000 pps，脉冲宽度8μs；脉冲电源输入电压: 三相交流380V。 二次电压输出波形：直流（DC）电压波形叠加脉冲（PULSE）电压波形。即直流叠加脉冲（DC+PULSE）电压波形。
脉冲电源技术及其在电除尘器中的应用与发展前景 【摘要】本文简述脉冲电源除尘技术的工作原理和特点，重点介绍了脉冲电源除尘技术的组成和应用。 【关键词】脉冲电源;反电晕;多伊奇公式 1.引言 目前我国传统的电除尘器，大部分除尘效率达不到国家的排放标准，无法除去高比电阻粉尘、无法有效抑制反电晕现象，同时能耗较高，未能充分利用电能。针对这些问题，国内外采用了一些改进措施。比如增大除尘面积，这种方法对一般比电阻粉尘有较好效果，但对高比电阻粉尘没有作用，改造后仍达不到排放标准;将电除尘器改为电袋除尘器，虽然能够达标，但由于维护量大，电化学腐蚀严重，运行费用高昂，且二次处理和污染比较麻烦，不适宜大面积推广;控制电源更换为高频电源，虽有效解决了高能耗问题，但对高比电阻粉尘作用不大，仍达不到排放标准。 面对国内电除尘器存在的问题，脉冲电源应运而生，它独特的电路原理、高效的输出波形，充分解决了大部分难题。 图1 比电阻与增强系数关系 图2 原理图 图3 脉冲电源ESP上的电压波形 2.脉冲电源除尘的原理 静电除尘器的工作原理是利用高压电场使烟气发生电离，气流中的粉尘荷电后，在电场作用下与气流分离。大量的带有负电荷的粉尘粒子在电场作用下向收尘极移动，在收尘极板上捕集后通过振打清灰脱落。 在实际应用中，由于粉尘比电阻的差异，会导致不同的收尘效果。 粉尘比电阻在104～1011Ω·cm（正常比电阻）范围时，采用传统工频、高频电源的电除尘器收尘过程无反电晕现象，脉冲电源除尘的效果与工频、高频电源相当。 粉尘比电阻大于1011Ω·cm（高比电阻）时，采用传统工频、高频电源的电除尘器收尘，由于高电阻粉尘在电场中的高粘附力，使振打无法有效地将粉尘从收尘极板上除下，最终引成反电晕现象，降低了除尘器的除尘效率。
高频电源及其特点 高频开关式电源(SIR电源)是电除尘高压供电领域的新动向、新热点，近几年开始迅速推广应用，瑞典ALSTONG公司已生产销售SIR电源2000多台套，最大规格120kV/1.2A[1][2]。国内正处于SIR电源的研制和推广热潮，已有多家推出800（720）kV/0.4A SIR电源，福建龙净率先推出了规格为800kV/1.0A的SIR电源。SIR电源将三项交流输入整流为直流电源，经全桥逆变为高频交流，随后升压整流输出直流高压。SIR的频率为20～50kHz，加上是三相供电，所以输出到电除尘的电压几乎是纯直流，还可采用“间歇供电”。因而电源SIR电源供电具有以下突出优点： ①高频电源纯直流供电时，输出电压纹波通常小于5％，远小于普通工频电源的35～45％，闪络电压高，运行平均电压可达工频电源的1.3倍，运行电流可达工频电源的2倍，因而有利于提高除尘效率，一般可使出口排放浓度降低30以上，甚至达到70％。 ②火花放电时常规电源一般至少要关断一个半波，SIR电源大都可在2～5ms内使火花熄灭，5～15ms恢复全功率供电，在100次/min的火化率下，输出高压无下降迹象。 ③对于高比电阻烟尘，可采用类似脉冲的“间歇供电”，可随意调节脉冲宽度和脉冲频率，调节占空比，有利于抑制反电晕，因而得到好的除尘效果。 ④整流变压器限值减轻和缩小，设备重量仅为常规电源的35％左右，成本低，性价比高。 ⑤三相均衡对称供电，对电网无干扰。 ⑥电源转换效率高。 ⑦改造后除尘器高压部分可节约电耗70%以上. 高频电源提高电除尘效率的机制在于，其输出电压频率为普通T/R电源的200～400倍，输出电压近乎为纯直流，输出电压可稳定在火花电压的临界值，而普通T/R电源的供电电压峰值为火花电压临界值，所以高频电源供电电压高于普通T/R电源，电晕放电强烈，电场强度高，烟尘粒子荷电量大，因而除尘效率可比普通T/R电源高。
大功率静电除尘用高频高压电源的研制 廖谷然1，杨北革2，薛辉2，吕玉祥1 （1. 太原理工大学物理与光电工程学院，山西太原 030024；2. 山西省电力公司大同供电分公司，山 西大同 037008） 摘要：由于工频可控硅电源在静电除尘器领域中使用时的缺点，高频高压电源势必将取代工频电源成为静电除尘器的供电电源。而目前国内研制的高频高压电源的功率一般比较小，难以和主流的静电除尘设备相配套。本文介绍了采用双串联谐振回路并联的新的拓扑结构，设计出了72KV/1.6A的大功率静电除尘用高频高压电源。通过现场实验验证了72KV/1.6A高频高压电源的可行性。该电源对静电除尘设备新建或改造时降低成本和维护费用有着实际的意义。 关键词：静电除尘器；高频高压电源；串联谐振；软开关；数字信号处理 Development of a High-power High Frequency and High Voltage Power Supply for Electrostatic Precipitator LIAO Gu-ran1，Y ANG Bei-ge2，XUE Hui2，LV Yu-xiang1 （1. College of Physics and Optoelectronics，Taiyuan University of Technology，Taiyuan 030024，China； 2. Shanxi Datong Electric Power Supply Company，Datong 037008，China) Abstract: Due to the disadvantage of industrial frequency power supply with SCR used in the field of electrostatic precipitator. The high frequency high voltage power supply will definitely replace industrial frequency power supply as the power supply of electrostatic precipitator. And at present the power of high frequency high voltage power supply is small, and hard to match electrostatic dust removal equipment. This paper introduces a new topology of double series resonance circuit in parallel, designs the 72KV/1.6A high power high frequency and high voltage power supply for electrostatic precipitator. The feasibility of high frequency and high voltage power supply has been verified by testing it in the real electric field. This power supply has a practical significance to reduce cost and maintenance cost of new electrostatic dust removal equipment or renovation project. Keywords: electrostatic precipitator，high frequency high voltage power supply，series resonance，soft switching，Digital Signal Processing 0 引言 空气污染直接严重危害人体健康。而火力发电厂、钢铁、冶金、造纸、水泥、轻纺、化工等工业领域生产过程中产生的烟气是空气污染的主要来源。因此这些烟气在排放到大气之前必须对其进行除尘处理。20世纪90年代大气污染物排放标准 200mg/m3，2004年起实施的更加严格的排放标准则是50mg/m3[1]，而从2012年1月1日起实施的新的火电厂大气污染排放标准中燃煤锅炉的烟尘排放标准是30mg/m3[2]。越来越严格的环保要求给除尘设备和供电电源提出了新的要求。静电除尘器（ESP）是国际上使用广泛的除尘设备，具有效率高，处理烟气量大，运行成本低，维护方便等优点。利用静电除尘器能够有效地收集粉尘，使得排放达到标准。从20世纪八十年代至今，环保领域使用的静电除尘器直流高压供电电源普遍采用工频可控硅电源，其电路结构是两相工频电源经过可控硅移相控制幅 度后经整流变压器升压整流后形成100Hz的脉动直流高压。这种供电电源适用于烟气温度高、压力大的场合。是国内外传统的静电除尘器供电方式。但随着环保排放要求的不断提高，此种供电方式也逐渐显示出一些缺点。比如：1.工作频率为50Hz，转换效率低，耗电量大，变压器体积大，需大量钢材和铜材。2.采用工频相位控制调压方法，使得功率因数低，且对电网干扰大。3.晶闸管是半控型器件，对闪络放电等实际状况响应速度慢，延时长，不能立即调整输出电压。4.输出电压脉动大，使得电晕电压低，无法适合高比电阻的粉尘[3]。以上几个缺点使得工频电源无法达到环保领域新的排放标准。