电除尘高频高压电源三种控制模式的比对.doc

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1、电除尘高频高压电源三种控制模式的比对 三种控制模式：调频控制模式；调幅控制模式；脉冲控制模式  1 前言 近几年，随着高频高压电源在电除尘行业的应用，其功率已由原来的600—800mA/80KV发展到现在的1000---1600mA/80KV，满足了电除尘器大部分的要求，因此其应用范围和数量迅速扩大，对其应用研究也更加深入。 由于电除尘高频高压电源是一种基于高频开关技术的新型电源，与可控硅电源有着本质的不同。其体积小、节能、高效率等特性及对电除尘收尘突出的优点已被业内肯定，但由于其工作原理及控制方式也有别于其它常规电源，有必要对其控制特点作特别的分析和研究，有

2、利于高频电源的研究和推广，满足市场的需求。 2 电除尘高频高压电源技术方案  根据国内外有关资料以及目前市场上运用的高频电源来看，电除尘高频高压电源方案虽各有特色，但总结电路上基本上相类似，主要由工频整流滤波，谐振逆变电路，高频升压整流输出以及对电源的控制部分构成。采用的开关器件有单IGBT、IGBT模块、IPM模块；控制普遍采用DSP数字信号处理器或单片机。其不同在于触发控制模式上。高频高压电源主回路工作原理及特点： A、工频整流、滤波。  三相380V交流经三相整流得到直流电压，经LC滤波输出530V的直流母线电压。 B、开关逆变：直流电压经由PM模块或I

3、GBT模块组成的全桥逆变电路。由于是大功率逆变，为减少开关损耗，降低开关模块的温升和电流电压应力，主回路均采用串联谐振拓补电路，即采用谐振电容Cs，谐振电感Ls及利用高频变压器漏感组成高频谐振式逆变电路。当L&C参数选择合适，配合合适的开关频率和控制模式，能使开关模块工作在零电流开通和零电压关断模式，即软开关状态；大大降低了开关损耗，并且能有效减少进入高频变压器的高次谐波，也减少变压器及硅堆的损耗。  C、高频升压、整流。逆变波形经高频变压器升压，再经高频整流桥整流，在ESP负载上得到基本上纯直流电压波形。  3 电除尘高频高压电源控制方案 我们根据国内外有关

4、资料以及目前市场上运用的高频电源分析来看，对高频触发脉冲控制主要可分为：调频控制模式；调幅控制模式；脉冲控制模式三种。 3.1  调频控制模式： 因主回路均采用串联谐振拓补电路，即软开关模式，它能大大降低开关损耗，提高逆变效能。而PWM（脉冲宽度调制）在软开关状态下较难调整，因此大多高频触发脉冲采用PFM（定脉宽调频）的方式，通过调节脉冲频率的调制控制方法将直流电压调制成一系列脉冲来调节ESP平均电压和电流。该控制方式的核心在于控制ESP平均电压和电流，由于频率降低相当于在单位频率下降低触发脉冲的有效占空比，通过缩短开通时间，加大关断时间来实现平均电压的调整。

5、其特点是峰值不变，只改变平均值。 3.1.1谐振电流波形 通过上述波形可以看出，该控制模式下仅在20KHZ的设计频率下，可以实现连续的电流，实现纯直流供电，输出功率最大。频率降低后，二次电压平均值降低，电压脉动系数变化不大，但电流峰值提高，平均值降低。输出平均功率下降，冲击加大，变压器效率会降低。 由于电除尘运行时较难在设计指标下运行，加上电场频繁的闪络放电，该控制模式必须在低于设计频率下运行，效能相对有所降低。该模式适应于电场相对平稳的场合，在轻载和放电频繁的场合适应性较差。通过在模拟电场不同频率运行试验，该方式随着频率下降，电转换效能同时降低的结论。 4.

6、2  调幅控制模式： 调幅高频高压电源电压调节由三相SCR可控硅移相调压和IGBT模块定脉宽变频调制（PFM）两部分组成，统一由DSP芯片控制。DSP依据电场工况给定开关母线电压和开关模块工作频率，使设备始终处于最佳运行状态。通过DSP高速采样，采用纯软件方法检测火花。当电场出现火花时，迅速降低开关频率，之后迅速恢复，同时控制可控硅调压降低高频端母线电压，有利于电场恢复，降低开关模块的冲击幅度，火花封锁时间可以很短，之后根据需要确定母线电压。该火花处理模式充分利用了IGBT模块能快速关断，火花处理及时，同时由于有SCR母线电压调整，使IGBT模块能最快恢复而不

7、至于连闪。电压电流应力也大大减小。此调压方式运用于工况条件恶劣，击穿电压低，闪络频繁，电流小冲击幅度大的场合（如烧结机头电除尘），对于改善其收尘状况效果明显。该方法还避免了滤波电容在闪络状态下的过渡充放电现象，提高了电容使用寿命和可靠性。 4.3  脉冲控制模式： 该模式有自动熄弧功能，当电场出现火花时，先封锁脉冲输出，重新确定开通比率，火花封锁时间可以很短。但对于电场除尘效率较低，需开通比较大的场合，较易出现连闪。 5 电除尘高频高压电源节能控制方案 节能控制是当前电除尘运用的热门话题，也是高频电源在电除尘上运用的最大亮点。高频电源较常规可控硅电源由于在原理

8、上的差别，已具备明显的节能效率。具有三