4823.高频高压开关电源在电收尘系统中的研究与应用

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1、高频高压开关电源在电收尘系统中的研究与应用摘要：传统的电收尘系统应用的高压电源是利用可控硅组合的交流开关电源，在用升压变压器将其升到电场所需电压，再经整流硅堆转化成直流电压，此电源原理简单，不复杂，并且维护容易，但是效率低，不节能；我们在40kt/a硫酸的电收尘系统上做了实验，采用高频高压开关电源，其电源的优势是利用目前较先进的技术，提高了整流效率，对电场也很容易控制，从而提高了整个系统的效率，在此基础上节能效果也明显。关键词：静电收尘器收尘效率高频高压开关电源可控硅工频相控整流电源0概述我厂40kt/a硫酸系统的静电收尘器自建厂一来已经十多

2、年，电收尘的工作方式是电场采用特殊的方式设计，其结构为阳极板和阴极线，再加壳体和振打结构组成。静电收尘器的工作原理是利用高压电场使烟气发生电离，气流中的粉尘荷电在电场作用下与气流分离。负极由不同断面外形的金属导线制成，叫放电电极（阴极线）。正极由不同几何外形的金属板制成，叫集尘电极（阳极板）。设备构造和烟气流速等三个因素的影响。粉尘的比电阻是评价导电性的指标，它对除尘效率有直接的影响。比电阻过低，尘粒难以保持在集尘电极上，致使其重返气流。比电阻过高，到达集尘电极的尘粒电荷不易放出，在尘层之间形成电压梯度会产生局部击穿和放电现象。这些情况都会造

3、成除尘效率下降。电场的供电方式是采用可控硅工频相控整流电源，此电源是比较传统和典型的电源装置，原理较简单，结构不复杂，并且电路也是典型的一种常规电路，此电路不好的地方是整理效率低，导致电源转化率低，因而工作效率低，造成电能的浪费。针对此电源的特点目前开发出一种高频高压开关电源，此电源利用了目前一些较先进的技术和科研成果，使得静电除尘器的工作电源来了一次技术革命，这也是今后静电除尘器的发展方向，高频高压开关电源最大的特点是工作效率高，控制方便，通信容易，节能效果显著。1电场工作电源1．1可控硅相控工频电源传统电场的工作电源是采用可控硅相控工频电

4、源，其组成是：工频380V电源送到可控硅组合的交流开关，其作用是调节交流电源的导通角，使其电压得以调节，调节范围在0～380V，经过调节的电压送到升压变压器，电压升到10kV～75kV，通过升压变压器升压了的电压又由高压硅堆整流变化成满足静电除尘器工作的直流电源，电原理图如下：但是可控硅相控工频高压电源存在如下缺点：一是工作频率低，转化效率低至75%以下，耗电大；二是变压器和滤波器的体积大，需要大量的有色金属和的矽钢片，还增加了其装置的体积和重量，耗费大量的钢和铁；三是电源输入时两相380V交流工频电源，又是工频相位调节，使其功率因数低至0.

5、7以下，对电网造成极大的电磁污染；四是输出的直流电源特性是脉动的波形，直流输出特性差，有相当一部分的电能没有发挥作用，造成电能的浪费，并且直流特性不好对除尘的效果也影响很大，除尘率低；五是主电源和控制电源操作柜分两处摆放，占用空间大，增加基建投资费用。由于相控工频电源存在以上的缺点，再加之目前高频高压开关电源的推广应用，使得电除尘器（ESP）的高频高压开关电源的应用称为可能。使得电除尘器的供电方式来了一次技术革命。1．2高频高压开关电源高频化是电源技术发展的主流，高频高压开关电源的组成部分是分为两部分，一部分为主回路，另一部分为控制回路。主回

6、路是由MOSFET组合的逆变电路和整流电路，输入部分先由三相桥式整流电路把三相工频380V电源整流成脉动直流，又经过MOSFET和二极管组合的逆变电路转换成高频的交流电源，再经过高频升压变压器升压后经高压整流成几乎是纯的直流电源，并且根据负荷需要提供可靠的直流电源。主回路的工作过程为输入的三相交流电源（380V）经过三相桥式整流成脉动电源，在经LC滤波后到MOSFET和二极管组合的逆变电路，此逆变电路的控制又由微电控制器组合的PWM调节电路，对其调制，将其调制成20kHz以上的高频电源，此高频电源经高频升压变压器升压达10kV～72kV，又经

7、过高频高压整流成能满足静电除尘器的工作需要的电源，达到除尘要求，工作原理图如下：输出参数为：输入电源三相交流380V，输出直流10kV～72kV2应用实例40kt/a硫酸电收尘器电源是可控硅相控工频电源，由于其特性确定了它的收尘效果和电力的利用率，由于其固有的缺点是无法满足日益增加的生产形势，在此基础上我们对电除尘器的1#电场进行了改造。应用高频高压开关电源替代工频电源，对其实施改造。高频高压开关电路的设备体积小，占地面积小，只需一小块地盘就可，改造中只需将原来的高压引线的位置加以改动，把高频装置安装在其上，见图：电除尘器（ESP）对高压电源

8、来说相当于一个电阻R和电容器C的并联等效负载。ESP常规工频供电可控硅整流成100Hz，输出纹波较大，如图红线所示；高频开关电源工作频率为20kHz以上，高频整流后