三相LC恒流源高压电源.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201210301314.6

申请日:

2012.08.23

公开号:

CN102810992A

公开日:

2012.12.05

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):H02M 7/162申请公布日:20121205|||实质审查的生效IPC(主分类):H02M 7/162申请日:20120823|||公开

IPC分类号:

H02M7/162

主分类号:

H02M7/162

申请人:

襄阳九鼎昊天环保设备有限公司

发明人:

何志强; 周建勋

地址:

441057 湖北省襄樊市高新技术产业开发区邓侯路8号

优先权:

专利代理机构:

襄阳中天信诚知识产权事务所 42218

代理人:

何静月

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内容摘要

一种三相L-C恒流源高压电源,其主要特征是三相电源分别从输入端与三组L-C谐振四端网络变换器连接,三组L-C谐振四端网络变换器与高压发生器连接,高压发生器与整流硅堆连接,整流硅堆与负载系统相联接。本发明用于替代传统单相L-C恒流源高压直流除尘电源装置。本发明除了具有单相L-C恒流源高压电源技术特点:恒流,正反馈,并联模块化设计,功率因数高,输入,输出电压为完整的正弦波等以外,还具有如下优点:三相对称负载,电晕电流密度高,能有效地减少线路损耗和无功损耗,电源成本较低、工作连续可靠,与单相电源相比,从技术和工艺方面,更适合设计成更大功率的电源。

权利要求书

1: 一种三相 L-C 恒流源高压电源, 其特征在于 : 三相电源分别从输入端与三组 L-C 谐 振四端网络变换器连接, 三组 L-C 谐振四端网络变换器与高压发生器连接, 高压发生器与 整流硅堆连接。2: 根据权利要求 1 所述的三相 L-C 恒流源高压电源, 其特征在于 : 所述 L-C 谐振四端 网络变换器每组为一个 L-C 谐振单元, 或为两个以上 L-C 谐振单元并联。3: 根据权利要求 2 所述的三相 L-C 恒流源高压电源, 其特征在于 : 所述 L-C 谐振单元 为两个电抗器和一个电容器组成。4: 根据权利要求 1 所述的三相 L-C 恒流源高压电源, 其特征在于 : 所述三组 L-C 谐振 四端网络变换器分别与高压发生器的三组初级线包串联, 串联后的三组 L-C 谐振四端网络 变换器与高压发生器的三组初级线包采取三角形接法连接方式。

说明书


三相 L-C 恒流源高压电源

    【技术领域】
     本发明涉及一种采用三相 L-C 恒流源高压除尘电源装置。背景技术 现有技术中传统的单相 L-C 恒流源高压直流电源, 具有恒流输出特性, 功率因数 高, 工作连续可靠等优点, 在许多特殊除尘环境, 如电除雾装置和电捕焦装置, 已得到广泛 应用。其存在的不足是 : 由于恒流源高压直流电源采用单相电源, 容易造成电网不平衡, 影 响电网安全, 且单相大容量恒流源高压电源制造成本高。
     发明内容 本发明提供一种三相平衡负载 , 能有效地减少线路损耗和无功损耗、 电源成本较 低、 工作连续可靠的三相 L-C 恒流源高压电源。
     本发明的技术方案在于 : 三相电源分别从输入端与三组 L-C 谐振四端网络变换器 连接, 三组 L-C 谐振四端网络变换器与高压发生器连接, 高压发生器与整流硅堆连接, 整流 硅堆与负载系统相连接。
     所述 L-C 谐振四端网络变换器每组为一个 L-C 谐振单元, 或为两个以上 L-C 谐振 单元并联。
     所述 L-C 谐振单元为两个电抗器和一个电容器组成。
     所述三组 L-C 谐振四端网络变换器分别与高压发生器的三组初级线包串联, 串联 后的三组 L-C 谐振四端网络变换器与高压发生器的三组初级线包采取三角形接法连接方 式。
     本发明包括三相 L-C 谐振四端网络变换器和高压发生器和整流硅堆。三相 L-C 谐 振四端网络变换器由三组 L-C 谐振四端网络变换器组成, 每组由电抗器 L 和电容器 C 组成 一个回路网络。所采用的技术方案是 : 三组 L-C 谐振四端网络变换器组成的三相 L-C 谐振 四端网络变换器与高压发生器和高压整流硅堆的初级线包采用三角形接法, 三相交流电压 源经三相 L-C 谐振四端网络变换器变换为电流源, 然后经升压整流输出直流高压, 为电除 尘提供高压电源。
     本发明采用三相电源供电的三相 L-C 恒流源高压除尘电源装置替代单相 L-C 恒流 源高压直流除尘电源装置, 由于采用三相 L-C 谐振四端网络变换器, 三相交流电压源经三 相 L-C 谐振四端网络变换器变换为电流源, 除了具有单相 L-C 恒流源高压直流电源良好的 恒流输出特性外, 还具有如下有益效果。
     1: 具有恒流和正反馈输出特性, 克服二次扬尘, 并有抑制电晕闭塞和阴极肥大的 能力。
     2: 电流反馈控制, 能自动适应工况变化, 能承受瞬态及稳态短路。
     3: 采用并联模块化设计, 结构清晰, 故障率低, 最大程度保障可连续工作。
     4: 功率因数高,COS ∮ =0.90, 而且不随运行功率水平变化。
     5: 输入, 输出电压为完整的正弦波, 不干扰电网, 有快速过压保护。
     6: 使大容量恒流源高压电源成本较低成为可能。
     7: 每台电源设备相对电网都是三相平衡负载, 因此无论电场多少, 都不会造成三 相用电不平衡。
     8: 三相电源加到除尘器所产生的峰值电压比平均电压高 25%, 电晕电流密度高一 倍以上, 不易在除尘器电场中诱发电火花。
     9: 三相电源更适合于制造大功率的电源。 由于三相电源相对电网属于三相对称负 载, 与单相电源相比, 从技术和工艺方面, 更适合设计成更大功率的电源。
     10 : 在相同的额定输出功率条件下, 三相电源的交流输入电流, 约为单相电源的 43%, 因此能有效地减少线路损耗和无功损耗, 有着非常科学的电力应用特点和显著的节能 效果。
     三相恒流源高压电源的推荐应用场合 : 电除尘, 电除雾和电捕焦, 常用于现场条件 恶劣场合。可完全替代目前传统产品单相 L-C 恒流源高压直流电源使用。 附图说明 下面结合附图和实施例对本发明作进一步详述。
     附图 1 为本发明的结构示意图。
     图中 : 1、 第一电抗器 L ;2、 第二电抗器 L ;3、 4、 5、 为三相 50HZ380V 交流电源三个 输入端 ; 6、 电容器 C ;7、 高压发生器 ;8、 负载系统 ;9、 整流硅堆 ; 10、 接地网络。
     具体实施方式
     附图 1 中实施例所示一种三相 L-C 恒流源高压电源包括三个部分 : 第一部分为三 组 L-C 谐振四端网络变换器, 每组 L-C 谐振四端网络变换器有一个 L-C 谐振单元, 一个 L-C 谐振单元由第一电抗器 1、 第二电抗器 2、 电容器 6。第二部分为高压变压器 7 和整流硅堆 9。第三部分为负载系统 8 和接地网络 10。
     所述三组 L-C 谐振四端网络变换器由两个电抗器 L 和一个电容器 C 组成一个回路 网络。三相 50HZ380V 交流电源分别从输入端 (3、 4、 5) 输入, 分别进入三组由两个电抗器和 一个电容组成的 L-C 谐振四端网络变换器, 三组由两个电抗器和一个电容组成的 L-C 谐振 四端网络变换器分别与高压发生器 7 的三组初级线包串联, 然后串联后的三组 L-C 谐振四 端网络变换器与高压发生器 7 的三组初级线包采取三角形接法连接方式, 只要满足 L-C 电 路的谐振条件 : ωL=1/ωC 其中 : ω=314 同时 L,C 以及输入电压保持恒定, 那么高压变压器 7 和整流硅堆 9 输出的电流就不受 负载的影响而保持恒定, 即恒电流输出。也就是将输入的电压源转换成电流源。由于上述 值电流值已固定, 因此通常需要几组 L-C 回路并联, 利用控制回路中的接触器触点来控制 投入的 L-C 回路的数量, 进而改变变压器二次侧电流大小, 也就是变压器二次侧电流是几 组 L-C 回路电流的叠加, 因此从控制角度讲 L-C 回路是一个线性定常系统。
     高压发生器 7 是一个三相升压变压器, 有三个初级线包, 采用三角形接法, 次级采 用星形接法, 直接与整流硅堆 9 组成的三相整流桥相连。经三组 L-C 谐振四端网络变换器将电压源转换成电流源后, 经过升压整流输出直流高压。 输入为完整的正弦波, 输出也是完 整的正弦波, 只是电压升高了。由于整流硅堆 9 采用三相全波整流输出直流高压为 6 脉波 脉动直流电, 纹波系数为 0.042。
     所述负载系统 8 和接地网络 10, 是将第二部分输出的直流高压加到负载系统 8 即 为电除尘提供高压电源, 负载系统 8 另一端连着接地网络 10。

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1、(10)申请公布号 CN 102810992 A (43)申请公布日 2012.12.05 CN 102810992 A *CN102810992A* (21)申请号 201210301314.6 (22)申请日 2012.08.23 H02M 7/162(2006.01) (71)申请人 襄阳九鼎昊天环保设备有限公司 地址 441057 湖北省襄樊市高新技术产业开 发区邓侯路 8 号 (72)发明人 何志强 周建勋 (74)专利代理机构 襄阳中天信诚知识产权事务 所 42218 代理人 何静月 (54) 发明名称 三相 L-C 恒流源高压电源 (57) 摘要 一种三相 L-C 恒流源高压电源。

2、, 其主要特征 是三相电源分别从输入端与三组 L-C 谐振四端网 络变换器连接, 三组 L-C 谐振四端网络变换器与 高压发生器连接, 高压发生器与整流硅堆连接, 整 流硅堆与负载系统相联接。本发明用于替代传统 单相 L-C 恒流源高压直流除尘电源装置。本发明 除了具有单相 L-C 恒流源高压电源技术特点 : 恒 流, 正反馈, 并联模块化设计, 功率因数高, 输入, 输出电压为完整的正弦波等以外, 还具有如下优 点 : 三相对称负载 , 电晕电流密度高 , 能有效地 减少线路损耗和无功损耗 , 电源成本较低、 工作 连续可靠, 与单相电源相比, 从技术和工艺方面, 更适合设计成更大功率的电源。

3、。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 1/1 页 2 1. 一种三相 L-C 恒流源高压电源, 其特征在于 : 三相电源分别从输入端与三组 L-C 谐 振四端网络变换器连接, 三组 L-C 谐振四端网络变换器与高压发生器连接, 高压发生器与 整流硅堆连接。 2. 根据权利要求 1 所述的三相 L-C 恒流源高压电源, 其特征在于 : 所述 L-C 谐振四端 网络变换器每组为一个 L-C 谐振单元, 或为两个以上 L-C 谐振单元并联。 3. 根据。

4、权利要求 2 所述的三相 L-C 恒流源高压电源, 其特征在于 : 所述 L-C 谐振单元 为两个电抗器和一个电容器组成。 4. 根据权利要求 1 所述的三相 L-C 恒流源高压电源, 其特征在于 : 所述三组 L-C 谐振 四端网络变换器分别与高压发生器的三组初级线包串联, 串联后的三组 L-C 谐振四端网络 变换器与高压发生器的三组初级线包采取三角形接法连接方式。 权 利 要 求 书 CN 102810992 A 2 1/3 页 3 三相 L-C 恒流源高压电源 技术领域 0001 本发明涉及一种采用三相 L-C 恒流源高压除尘电源装置。 背景技术 0002 现有技术中传统的单相 L-C 。

5、恒流源高压直流电源, 具有恒流输出特性, 功率因数 高, 工作连续可靠等优点, 在许多特殊除尘环境, 如电除雾装置和电捕焦装置, 已得到广泛 应用。其存在的不足是 : 由于恒流源高压直流电源采用单相电源, 容易造成电网不平衡, 影 响电网安全, 且单相大容量恒流源高压电源制造成本高。 发明内容 0003 本发明提供一种三相平衡负载 , 能有效地减少线路损耗和无功损耗、 电源成本较 低、 工作连续可靠的三相 L-C 恒流源高压电源。 0004 本发明的技术方案在于 : 三相电源分别从输入端与三组 L-C 谐振四端网络变换器 连接, 三组 L-C 谐振四端网络变换器与高压发生器连接, 高压发生器与。

6、整流硅堆连接, 整流 硅堆与负载系统相连接。 0005 所述 L-C 谐振四端网络变换器每组为一个 L-C 谐振单元, 或为两个以上 L-C 谐振 单元并联。 0006 所述 L-C 谐振单元为两个电抗器和一个电容器组成。 0007 所述三组 L-C 谐振四端网络变换器分别与高压发生器的三组初级线包串联, 串联 后的三组 L-C 谐振四端网络变换器与高压发生器的三组初级线包采取三角形接法连接方 式。 0008 本发明包括三相 L-C 谐振四端网络变换器和高压发生器和整流硅堆。三相 L-C 谐 振四端网络变换器由三组 L-C 谐振四端网络变换器组成, 每组由电抗器 L 和电容器 C 组成 一个回。

7、路网络。所采用的技术方案是 : 三组 L-C 谐振四端网络变换器组成的三相 L-C 谐振 四端网络变换器与高压发生器和高压整流硅堆的初级线包采用三角形接法, 三相交流电压 源经三相 L-C 谐振四端网络变换器变换为电流源, 然后经升压整流输出直流高压, 为电除 尘提供高压电源。 0009 本发明采用三相电源供电的三相L-C恒流源高压除尘电源装置替代单相L-C恒流 源高压直流除尘电源装置, 由于采用三相 L-C 谐振四端网络变换器, 三相交流电压源经三 相 L-C 谐振四端网络变换器变换为电流源, 除了具有单相 L-C 恒流源高压直流电源良好的 恒流输出特性外, 还具有如下有益效果。 0010 。

8、1 : 具有恒流和正反馈输出特性, 克服二次扬尘, 并有抑制电晕闭塞和阴极肥大的 能力。 0011 2 : 电流反馈控制, 能自动适应工况变化, 能承受瞬态及稳态短路。 0012 3 : 采用并联模块化设计, 结构清晰, 故障率低, 最大程度保障可连续工作。 0013 4 : 功率因数高, COS =0.90, 而且不随运行功率水平变化。 说 明 书 CN 102810992 A 3 2/3 页 4 0014 5 : 输入, 输出电压为完整的正弦波, 不干扰电网, 有快速过压保护。 0015 6 : 使大容量恒流源高压电源成本较低成为可能。 0016 7 : 每台电源设备相对电网都是三相平衡负。

9、载, 因此无论电场多少, 都不会造成三 相用电不平衡。 0017 8 : 三相电源加到除尘器所产生的峰值电压比平均电压高 25%, 电晕电流密度高一 倍以上, 不易在除尘器电场中诱发电火花。 0018 9 : 三相电源更适合于制造大功率的电源。 由于三相电源相对电网属于三相对称负 载, 与单相电源相比, 从技术和工艺方面, 更适合设计成更大功率的电源。 0019 10 : 在相同的额定输出功率条件下, 三相电源的交流输入电流, 约为单相电源的 43%, 因此能有效地减少线路损耗和无功损耗, 有着非常科学的电力应用特点和显著的节能 效果。 0020 三相恒流源高压电源的推荐应用场合 : 电除尘,。

10、 电除雾和电捕焦, 常用于现场条件 恶劣场合。可完全替代目前传统产品单相 L-C 恒流源高压直流电源使用。 附图说明 0021 下面结合附图和实施例对本发明作进一步详述。 0022 附图 1 为本发明的结构示意图。 0023 图中 : 1、 第一电抗器L ; 2、 第二电抗器L ; 3、 4、 5、 为三相50HZ380V交流电源三个 输入端 ; 6、 电容器 C ; 7、 高压发生器 ; 8、 负载系统 ; 9、 整流硅堆 ; 10、 接地网络。 具体实施方式 0024 附图 1 中实施例所示一种三相 L-C 恒流源高压电源包括三个部分 : 第一部分为三 组 L-C 谐振四端网络变换器, 每。

11、组 L-C 谐振四端网络变换器有一个 L-C 谐振单元, 一个 L-C 谐振单元由第一电抗器 1、 第二电抗器 2、 电容器 6。第二部分为高压变压器 7 和整流硅堆 9。第三部分为负载系统 8 和接地网络 10。 0025 所述三组 L-C 谐振四端网络变换器由两个电抗器 L 和一个电容器 C 组成一个回路 网络。三相 50HZ380V 交流电源分别从输入端 (3、 4、 5) 输入, 分别进入三组由两个电抗器和 一个电容组成的 L-C 谐振四端网络变换器, 三组由两个电抗器和一个电容组成的 L-C 谐振 四端网络变换器分别与高压发生器 7 的三组初级线包串联, 然后串联后的三组 L-C 谐。

12、振四 端网络变换器与高压发生器 7 的三组初级线包采取三角形接法连接方式, 只要满足 L-C 电 路的谐振条件 : L=1/C 其中 : =314 同时 L,C 以及输入电压保持恒定, 那么高压变压器 7 和整流硅堆 9 输出的电流就不受 负载的影响而保持恒定, 即恒电流输出。也就是将输入的电压源转换成电流源。由于上述 值电流值已固定, 因此通常需要几组 L-C 回路并联, 利用控制回路中的接触器触点来控制 投入的 L-C 回路的数量, 进而改变变压器二次侧电流大小, 也就是变压器二次侧电流是几 组 L-C 回路电流的叠加, 因此从控制角度讲 L-C 回路是一个线性定常系统。 0026 高压发。

13、生器 7 是一个三相升压变压器, 有三个初级线包, 采用三角形接法, 次级采 用星形接法, 直接与整流硅堆 9 组成的三相整流桥相连。经三组 L-C 谐振四端网络变换器 说 明 书 CN 102810992 A 4 3/3 页 5 将电压源转换成电流源后, 经过升压整流输出直流高压。 输入为完整的正弦波, 输出也是完 整的正弦波, 只是电压升高了。由于整流硅堆 9 采用三相全波整流输出直流高压为 6 脉波 脉动直流电, 纹波系数为 0.042。 0027 所述负载系统 8 和接地网络 10, 是将第二部分输出的直流高压加到负载系统 8 即 为电除尘提供高压电源, 负载系统 8 另一端连着接地网络 10。 说 明 书 CN 102810992 A 5 1/1 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 102810992 A 6 。

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