脈衝式收塵器高壓電源的製作方法
2023-09-16 06:55:25 3
專利名稱：脈衝式收塵器高壓電源的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於靜電收塵技術領域，主要提出一種脈衝式收塵器高壓電源。
本發明適用於靜電收塵技術領域，也可以用於脫硫設備。目前該領域高壓電源大多採用工頻升壓技術，它的代表單位上海雷射所和金華環保設備廠，該技術的缺陷在於體積龐大(50mA、100KV的電源最小在200Kg以上)，安裝和維修十分困難。為了克服工頻電源的缺陷，洛陽金蘭公司、西安斯達公司採用高頻逆變技術設計出20mA，100KV的倍壓高壓電源，使重量下降到50Kg左右，但倍壓技術在負載短路打火時倍壓電路容易損壞，可靠性難於保證而且難於提供大電流的驅動裝置。以上兩種電源均採用直流高壓工作，都存在著對於高比電阻粉塵反電暈時收塵效率低的弊端。廈門市天源光靜電設備廠設計了雙電源的脈衝工頻電源，一路輸出基電壓，一路產生脈衝，可以克服反電暈這一缺點，但是它們仍存在工頻電源體積龐大的問題。
本實用新型的目的即是提出一種脈衝式收塵器高壓電源，其採用變壓器一次升壓來提高高頻電源的負載能力，用脈衝式工作達到克服反電暈和節能的效果。
本實用新型完成其發明任務提出的技術方案是採用IPM智能功率模塊對經整流濾波後的電源進行高頻逆變、半橋調製為15KC左右的交變方波，由單片機IC1控制脈衝發生器IC2輸出不同寬度的驅動脈衝，不同寬度的驅動脈衝通過光耦加到IPM，產生不同寬度的大電流脈衝信號，通過LC諧振電路加於高壓變壓器升壓，採用兩個或兩個以上的高壓變壓器整流後迭加，分別產生使收塵器進入起始電離的40KV左右的基電壓和100KV高壓脈衝串，達到使灰塵荷電的目的。
設置採樣變壓器B3，其並接在高壓變壓器初級，以獲取正比於高壓變壓器初級電壓的採樣信號，比較器IC3、W4提供比較電壓，控制脈衝發生器IC2，起到過壓保護的作用。
設置由兩個光電耦合器IC6、IC7和反相比較器IC3構成的保護電路，用於IPM反饋的過流、過熱、短路保護。
本實用新型採用脈寬調製和一次升壓技術，設計出單電源的微秒級脈衝高壓裝置，油箱重量53Kg，可以驅動3.3M以下的吸塵器筒體，相當於常規100KV，50MA電源的驅動能力，比直流電源節能50～80％，有效的克服了反電暈現象，使收塵效率成倍提高。由於排除了倍壓電路，顯然還可以進一步提高負載能力。
實施例附
圖1為本實用新型高壓電源電原理圖。
結合實施例給出的電原理圖對其加以進一步說明本實用新型高壓電源中，高壓變壓器B4、B5、矽堆DL1-DL8，採樣電阻4R1-4R3置於油箱內，其餘元件均在控制箱中，ICo為智能功率模塊IPM，IC1為單片機AT90S4434，IC2為脈衝發生器UC3846，IC3為電壓比較器LM339，IC4為運算放大器LM324。
如附圖所示，三相交流經整流橋ZLQ1整流、3C1、3C3濾波，由ICo調製生成15KC的方波，通過L1、3C6串聯諧振電路加於高壓變壓器B4、B5升壓，DL1-DL8整流產生40KV-100KV的高壓，加於吸塵器ESP，即可收塵。
本裝置脈衝控制電路由IC1、IC2、IC3、IC4完成。IC2為脈衝發生器，產生15KC的一對方波，方波脈衝寬度由IC2的1腳控制。單片機IC1起邏輯控制的作用，上電後2秒之內，IC1的22腳產生高電平，經比較器IC3B反相封鎖IC2，不產生脈衝，2秒後變為高電平開啟IC2。IC1的19腳產生電壓VK(2.5～5V)經射隨器IC4A1端輸出，IC4B為差動放大器，其同相輸入端加有+5V信號，反相端加上VK電壓或零伏電壓，該控制作用由IC124腳決定。當24腳為低電平，IC3Cl4腳輸出OC門開路，單片機VK信號作用於反相端。IC4B7腳輸出低電壓，IC2輸出窄脈衝；反之，當IC124腳為高電平時，IC2輸出寬脈衝。不同寬度的驅動脈衝通過光耦IC6、IC7加到IPM後，產生不同寬度的大電流脈衝信號。經LC諧振電路生成幅度200V-400V的交流源，推動高壓變壓器，高壓為兩個變壓器B4、B5整流後迭加形成，其中LC諧振電路的電容3C6和高頻變壓器初級並聯。高壓經矽堆DL1-DL4及DL5-DL8即可產生40KV-100KV的負高壓，短暫的100KV的高壓脈衝是一串分離的寬度25μS的功率源。逆變電路工作頻率15KC，用PWD(0～10μS)和PWH(20～25μS)兩脈寬工作，對於脈寬為PWD的運轉狀態，持續時間約10-20mS，繼而進入PWH運轉狀態，持續時間約0.3-5mS，再進入PWD的工作狀態，周而復始的運行。當逆變器用PWD工作時，通過LC電路和高壓變壓器，產生40KV左右的基電壓，使收塵器進入起始電離；當逆變器用PWH工作時，產生100KV高壓脈衝串，這就相當於基準電壓(40KV)上迭加了60KV的脈衝高壓，達到使灰塵荷電的目的。
高壓變壓器初級並接採樣變壓器B3，它獲取正比於高壓變壓器初級電壓的採樣信號，經整流濾波，其一路到比較器IC3A，W4提供比較電壓，當採樣信號大於比較電壓時，IC32腳反轉為低電平，由IC3D反相變為高電平關閉IC2，起到過壓保護的作用。電位器W1給IC1一個A/D轉換電壓，IC1根據採樣電壓進行分析判斷，調整IC119腳輸出，控制IC2脈衝寬度，使輸出電壓工作在40KV一100KV的範圍內。
IPM反饋的過流、過熱、短路信號經光耦IC6、IC8加至IC3D與採樣信號相或，起到對IPM的保護作用。
整個電路直流電源由WY1提供，WY1產生+15V，+15V到IPM模塊。
該電源具有線電流顯示錶A，高壓電壓表KV，及高壓電流顯示錶MA。
權利要求1.一種脈衝式收塵器高壓電源，其特徵是採用IPM智能功率模塊對經整流濾波後的電源進行高頻逆變、半橋調製為15KC左右的交變方波；由單片機IC控制脈衝發生器IC2輸出不同寬度的驅動脈衝，通過光耦加到IPM，產生寬度不同的大電流脈衝信號，通過LC諧振電路加於高壓變壓器升壓，採用兩個或兩個以上的高頻變壓器整流後迭加，分別產生40KV左右的基電壓和100KV左右的高壓脈衝串，接入靜電收塵器。
2.按照權利要求1所述的脈衝式收塵器高壓電源，其特徵是IPM輸出兩種寬度不同的大電流脈衝信號，即(0～10μS)和(20～25μS)兩種脈衝寬度信號，窄脈衝持續時間10～20MS，寬脈衝持續時間0.3～5MS。
3.按照權利要求1所述的脈衝式收塵器高壓電源，其特徵是設置採樣變壓器B3，其並接在高壓變壓器初級，獲取正比於高壓變壓器初級電壓的採樣信號。
4.按照權利要求1所述的脈衝式收塵器高壓電源，其特徵是設置由兩個光電耦合器IC6、IC7和反相比較器IC3構成的IPM過流、過熱、短路保護電路。
專利摘要本實用新型屬於靜電收塵技術領域。脈衝式收塵器高壓電源採用IPM智能功率模塊對經整流濾波後的電源進行高頻逆變、半橋調製,由單片機控制脈衝發生器輸出不同寬度的驅動脈衝,IPM產生寬度不同的大電流脈衝信號,通過LC諧振電路加於高頻變壓器升壓,分別產生40KV左右的基電壓和100KV左右的高壓脈衝串。本實用新型採用脈寬調製和一次升壓技術,可節能50～80%,有效的克服了反電暈現象,收塵效率成倍提高。
文檔編號H02M7/44GK2481055SQ0123701
公開日2002年3月6日 申請日期2001年5月12日 優先權日2001年5月12日
發明者陳永常 申請人:洛陽市昌祺科技開發有限公司