高频电源闭环节能控制器的制作方法

1.本发明属于高频电源术领域，具体涉及一种高频电源闭环节能控制器。


背景技术：

2.目前电除尘技术有工频电除尘和高频电除尘，工频电除尘仅仅是通过调压可控硅来控制整流变的输入电压，进而达到调整整流变输出电压的目的，因此它的控制柜内部结构简单，工作可靠，维护量小，造价低，并且维护费用也低。但也存在诸如：体积大、重量大、功率因素和效率低，其输出二次电压波动大，电压峰值与平均值差异大，电压峰值引起火花放电导致平均工作电压较低，输出二次电流较小，脉动不够，缺少恒流特性，从而影响了收尘效果。高频电除尘是从工频电除尘的基础上发展起来的新型除尘方式，工作原理与工频电除尘大致相同，不同的是高频电除尘采用的是三相380v交流电源，在控制柜内通过整流变成直流电，再把直流逆变成高频交流电，再通过整流变升压、整流，经过高压隔离刀闸进入电场除尘，高频电除尘因采用了高频供电，供电波形在相对时间内产生了更多的电压峰值，这些峰值更容易在除尘极板间产生电晕放电，这样，高频电除尘无需输出太大的功率，就可以达到良好的除尘效果，所以高频除尘的效率要高些。
3.通过电除尘器的烟尘是变化的，但是目前给电除尘器供电的高频电源无法作到随着电除尘器内的烟尘量的多少和除尘效率的大小而改变电除尘器的输出功率，只能恒定在某个经验值，如果某段时间的烟尘量较小，则白白浪费了电除尘器的用电量，造成能源浪费。


技术实现要素：

4.本发明针对现有技术中给电除尘器供电的高频电源的输出功率无法随着电除尘器内的烟尘量大小动态调节的缺陷，提出了一种高频电源闭环节能控制器。
5.本发明的发明目的是通过以下技术方案实现的：一种高频电源闭环节能控制器,包括电源控制模块和igbt控制电路，所述igbt控制电路包括依次连接的三相断路器qf、三相电抗器l1、交流接触器km、三相整流桥模块d1 、lc滤波电路、igbt逆变电路；所述电源控制模块包括igbt驱动模块、电源主控模块和电源接口模块，所述igbt驱动模块和电源主控模块电性连接，所述电源主控模块和电源接口模块电性连接，所述igbt驱动模块和igbt逆变电路电性连接。
6.上述方案中，三相交流电通过三相整流桥模块d1 整流成高压直流电后，经过lc滤波电路滤波后，再经igbt逆变电路将高压直流电逆变成频率可调的交流电源，该交流电源经过升压变压器升压后给电除尘器供能。电源主控模块通过igbt驱动模块控制igbt逆变电路中每个igbt模块的通断，以此来调节igbt的通断频率，进而调节通过igbt逆变电路的电压，电压的改变可以改变输出功率，则能够进一步的改变电除尘器的运行功率。
7.作为优选，所述电源接口模块包括母线电压检测口、一次电流检测口、瓦斯检测口、变压器油温检测口、二次电流/电压信号检测口、igbt温度检测口、一氧化碳浓度检测口
和粉尘浓度检测口。母线电压检测口、一次电流检测口、二次电流/电压信号检测口实时检测高压电源的一次电流/电压和二次电流/电压，瓦斯检测口、变压器油温检测口检测连接在igbt逆变电路的输出端的变压器的油温和变压器内部瓦斯浓度、igbt温度检测口检测igbt逆变电路中igbt模块的温度，一氧化碳浓度检测口和粉尘浓度检测口检测电除尘器内的一氧化碳浓度和电除尘器出口处的粉尘浓度，对设备可能出现的各种故障进行保护。
8.作为优选，所述母线电压检测口和母线电压采样板电性连接，母线电压采样板连接三相整流桥模块d1整流后的直流电压母线上。三相整流桥模块d1整流后的直流电压母线上的电压信号经母线电压采样板转化成电源接口模块中的母线电压检测口所能检测的电压范围值。
9.作为优选，所述igbt逆变电路为由4个igbt模块构成的全桥电路结构，且每个igbt模块的门极都和igbt驱动模块电性连接。igbt驱动模块通过igbt模块的门极控制igbt模块的通断，igbt驱动模块可以分别单独控制每个igbt模块。
10.作为优选，所述igbt驱动模块和所述电源主控模块之间通过若干路光纤连接，所述光线路数大于等于igbt模块数量。每一路光纤对应一个igbt模块的控制，使每个igbt模块的频率可以单独控制。
11.作为优选，所述交流接触器km的触点两端并联有给三相整流桥预充电的直流预充板u3。启动时，当交流接触器km的主触点未吸合时，三相交流电通过直流预充板u3导通接入三相整流桥d1，给三相整流桥一个启动电压，当交流接触器km的主触点吸合后，主回路工作时，三相交流电通过交流接触器km的主触点连接进入三相整流桥d1，给三相整流桥d1一个额定三相交流电源，从而减少启动时电源对三相整流桥d1的冲击，延长了三相整流桥的使用寿命。
12.作为优选，所述直流预充板u3包括三个电阻，每个电阻对应三相交流电源的一相。
13.作为优选，所述电源接口模块还包括rs485接口和以太网rj45接口。数据兼容性好，方便和各行各业的设备终端传送数据。
14.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明通过检测电除尘器出口处的粉尘浓度大小来控制igbt逆变电路的输出电压大小，进而控制电除尘器的输出电压和输出功率，达到电除尘器的输出功率随着粉尘处理量实时动态调整，进而达到电除尘器节能的目的。
附图说明
15.图1为该发明的电气结构示意图；图2为该发明使用时的电气结构示意图。
具体实施方式
16.下面结合附图所表示的实施例对本发明作进一步描述：如图1、图2所示，一种高频电源闭环节能控制器, 包括电源控制模块和igbt控制电路，所述igbt控制电路包括依次连接的三相断路器qf、三相电抗器l1、交流接触器km、三相整流桥模块d1 、lc滤波电路、igbt逆变电路。
17.交流接触器km的触点两端并联有给三相整流桥预充电的直流预充板u3。所述直流
预充板u3包括三个电阻，每个电阻对应三相交流电源的一相。启动时，当交流接触器km的主触点未吸合时，三相交流电通过直流预充板u3导通接入三相整流桥d1，给三相整流桥一个启动电压，当交流接触器km的主触点吸合后，主回路工作时，三相交流电通过交流接触器km的主触点连接进入三相整流桥d1，给三相整流桥d1一个额定三相交流电源，从而减少启动时电源对三相整流桥d1的冲击，延长三相整流桥的使用寿命。
18.igbt逆变电路为由4个igbt模块构成的全桥电路结构，igbt逆变电路的输出端依次连接升压变压器tm、二极管整流电路、高压隔离开关后给电除尘器供能。
19.电源控制模块包括igbt驱动模块、电源主控模块和电源接口模块，igbt驱动模块和电源主控模块通过光纤连接，igbt驱动模块的控制输出端和igbt逆变电路中的每个igbt模块的门极连接，igbt驱动模块通过igbt模块的门极控制igbt模块的通断，igbt驱动模块可以分别单独控制每个igbt模块。电源主控模块通过igbt驱动模块控制igbt逆变电路的通断的频率可以影响igbt逆变电路的输出电压和输出频率，进而影响到电除尘器的输出功率。而电源接口模块包括一氧化碳浓度检测口和粉尘浓度检测口，检测电除尘器内的一氧化碳浓度和电除尘器出口处的粉尘浓度，如果电除尘器出口处的浓度变大，则表示电除尘器的除尘效果不够理想，需要加大电除尘器的功率，电源接口模块接收到电除尘器出口处的浓度变大的信号后，传导给电源主控模块，电源主控模块通过igbt驱动模块控制igbt逆变电路使igbt逆变电路的输出电压增加来增加电除尘器的输出功率，当粉尘浓度降低后，igbt逆变电路的输出电压降低，来减少电除尘器的能量消耗，实现电除尘器输出功率的闭环动态控制。检测电除尘器内的一氧化碳浓度是为了防止一氧化碳在电除尘器的高压电场内浓度达到一定要求引起爆炸，当检测到一氧化碳浓度超过一定值时，控制igbt逆变电路降低输出电压，降低电除尘器的输出功率和输出电压，及时防止电除尘器因一氧化碳浓度过高而爆炸。
20.所述电源接口模块还包括母线电压检测口、一次电流检测口、瓦斯检测口、变压器油温检测口、二次电流/电压信号检测口、igbt温度检测口。母线电压检测口、一次电流检测口、二次电流/电压信号检测口实时检测高压电源的一次电流/电压和二次电流/电压，瓦斯检测口、变压器油温检测口检测连接在igbt逆变电路的输出端的变压器的油温和变压器内部瓦斯浓度、igbt温度检测口检测igbt逆变电路中igbt模块的温度，对设备可能出现的各种故障进行保护。
21.运行时，三相交流电通过三相整流桥模块d1 整流成高压直流电后，经过lc滤波电路滤波后，再经igbt逆变电路将高压直流电逆变成频率可调的交流电源，再通过升压变压器tm变为高压电源，该高压电源经过二极管整流电路整流成高压直流电源后输送给高压静电除尘器负载。
22.文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。