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高頻電源范文第1篇

【關(guān)鍵詞】通信；高頻開關(guān)電源：整流電源

【中圖分類號】TM910 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）04-0084-01

隨著最近幾年來對微波數(shù)字化的不斷改造，傳統(tǒng)的硅整流電源系統(tǒng)已經(jīng)無法繼續(xù)滿足人們的需求，高頻開關(guān)電源系統(tǒng)應(yīng)運而生，該技術(shù)能夠擴大交流輸入電壓的范圍，縮小電源設(shè)備的體積，確保電源系統(tǒng)能夠穩(wěn)定可靠的持續(xù)運行，在對系統(tǒng)維護管理時更加簡單便捷，目前已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于無人職守并集中進行監(jiān)控的數(shù)字微波通信系統(tǒng)當(dāng)中。不過，在高頻開關(guān)電源中，生產(chǎn)廠家在介紹其主要部件整流模塊的具體工作原理時還不夠具體，維護管理人員在維護的過程中難免會遇到一定的困難。因此，本文主要針對通信高頻開關(guān)電源整流電流進行了分析和探討。

1 高頻開關(guān)電源的主要組成部分

高頻開關(guān)電源的主要構(gòu)成部分包括：主電路、控制電路、檢測電路以及輔助電源等四部分。在這當(dāng)中主電路也是由四個部分構(gòu)成的，分別是輸入濾波、整流、逆變以及輸出整流濾波等。其中輸入濾波具有的主要作用是可以將電網(wǎng)當(dāng)中存在的雜波全部過濾清除，與此同時避免本機出現(xiàn)的雜音直接反饋到電網(wǎng)當(dāng)中。整流具有的主要作用是將電網(wǎng)中輸入的交流電在輸出之前有效的轉(zhuǎn)化成為直流電。逆變主要是為了降低體積和重量與輸出功率之間的比值，把經(jīng)過整流的直流電繼續(xù)轉(zhuǎn)化為頻率較高的交流電。輸出整流濾波通過消除雜音和波紋，確保直流電具有較好的穩(wěn)定性和可靠性。因此高頻開關(guān)電源的主要功能是把交流電在二極管當(dāng)中進行直接整流和濾波，讓其轉(zhuǎn)化成為直流電，然后在高頻開關(guān)的作用下把直流電再繼續(xù)轉(zhuǎn)換成高頻交流電，并利用高頻變壓器對高頻交流電進行變壓和隔離，最后由已經(jīng)恢復(fù)的二極管具有的高頻整流作用，通過電感電容濾波之后輸出。高頻開關(guān)電源的優(yōu)勢主要包括，體積相對較小、重量較輕、具有較好的可靠性、在維護和擴容的過程中難度較低并且具有較高的運行效率等。

2 高頻開關(guān)電源的具體工作原理

交流市電能夠在線路濾波器當(dāng)中進行防雷以及濾除雜音，避免受到其干擾，在整流橋當(dāng)中完成對A C220V的整流工作，然后再利用功率因數(shù)校正電路來對有源功率因數(shù)進行合理的校正，確保輸入電流波形能夠?qū)崟r跟蹤正弦電壓波形。由于通常我們輸入的電流波形會在一定程度上受到負(fù)載的非線性影響而發(fā)生畸變，導(dǎo)致其諧波成分過多，造成電網(wǎng)的波動問題，不僅會直接干擾到供電設(shè)備的正常運行，還會嚴(yán)重浪費電力資源。因此，功率因數(shù)校正器能夠有效的將電壓和電流波形校正成為標(biāo)準(zhǔn)正弦波，確保其相位能夠保持一致，在功率因數(shù)逐漸趨近于1時，也能夠保證升壓校正的輸出高壓HVDC能夠具有良好的穩(wěn)定性。最后，在脈寬調(diào)制控制電路的控制下實現(xiàn)高頻逆變，利用高頻變壓器對其進行降壓實現(xiàn)第二次整流濾波，這樣就獲得了48V直流工作電壓。由此可見，在高頻開關(guān)電源中采用的主要技術(shù)就是有源功率因數(shù)校正技術(shù)，如下圖1所示。

從圖中我們可以看出，在開關(guān)管K1接通之后，輸入的交流電壓能夠快速通過整流橋?qū)1（電感）進行充電同時產(chǎn)生感應(yīng)電勢，該電勢和電源電壓的極性相反；在開關(guān)管K1被斷開以后，L1的電勢極性會隨之變反，這時便能夠和電源的極性保持一致，在給C1充電的過程中相當(dāng)于兩倍的電源電壓，在電壓逐漸升高的時候電流會隨之增大，在電壓達到最大值時，COS=1。所以，功率因數(shù)校正器具有的主要功能包括兩個：首先是可以讓輸入電流實時跟蹤電壓波形，確保其成為正弦波；然后能夠讓輸入電流和電壓保持相同的相位，逐漸將功率因數(shù)調(diào)整到最大值。在正常運行的過程中，開關(guān)電源的控制信號在對四個開關(guān)管s1、s2、s3、s4進行通斷控制時，脈沖信號的正、負(fù)并沒有連續(xù)在一起，而且還設(shè)置了零信號區(qū)，在這個區(qū)域內(nèi)，開關(guān)管s1，s2，s3，s4都是截止的，只要對零信號區(qū)的實際寬度進行合理的控制，就能夠有效改變開關(guān)管的通斷時間，最終對輸出電壓的大小進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

3 通信用高頻開關(guān)電源整流模塊的效率分析

本文在討論整流模塊具有的效率特性的過程中，主要將48V整流模塊作為分析案例。通過分別對48 V/30 A，48 V/50 A，48 V/100 A共3個型號的整流模塊進行測量，總結(jié)出以下規(guī)律：（1）當(dāng)負(fù)載率為100%時整流模塊的效率并不會達到最大值，而是負(fù)載率保持在50%～80%的范圍內(nèi)時才會達到最高效。（2）如果將負(fù)載率范圍控制在40%～90%之間，整流模塊的工作效率將達到一個比較高的值，并且與其相對應(yīng)的效率曲線也會比較平穩(wěn)。（3）如果將負(fù)載率控制在40%以下，那么整流模塊的運行效率將會比負(fù)載率范圍控制在40%～90%之間時降低很多，尤其是在負(fù)載率在10%～20%之間進行工作時，運行效率會出現(xiàn)急劇下降的現(xiàn)象；對于本次試驗中的三個不同型號的整流模塊來說，其效率的下降幅度均沒有超出1%。（4）如果將負(fù)載率控制在80%以上，整流模塊的工作效率比負(fù)載率在50%～80%之間時有一定程度的下降現(xiàn)象；對于本次試驗中的三個不同型號的整流模塊來說，其效率的下降幅度均沒有超出1%。由此可見，如果整流模塊的生產(chǎn)廠家不同、型號也不同，那么其相對應(yīng)的效率曲線也不盡相同，不過對于大多數(shù)的整流模塊來說都符合上述規(guī)律。所以，為了確保整流模塊在工作過程中能夠達到效率最大化，應(yīng)該盡可能的將負(fù)載率控制在50%～80%之間。

4 整流模塊效率曲線在節(jié)能方面的具體應(yīng)用情況

通信用高頻開關(guān)電源在節(jié)能方面的應(yīng)用情況主要是通過不斷的提高其工作效率，在確保輸出功率保持不變的前提下盡可能的減小輸入功率，以便于實現(xiàn)降低能源消耗的目的。由于高頻開關(guān)電源系統(tǒng)具有休眠功能，因此它能夠根據(jù)負(fù)載發(fā)生的實際變化情況，自動實現(xiàn)冗余模塊的軟關(guān)斷或者軟開啟操作，確保整理模塊的工作效率比值能夠達到最高點，以此來有效的提高高頻開關(guān)電源的工作效率。另外根據(jù)試驗過程中所獲得效率曲線我們可以知道，當(dāng)負(fù)載率保持在40%～100%時，整流模塊的工作效率一般情況下都可以維持在一個比較高的狀態(tài)；但是在將效率最大值作為比較值時，如果負(fù)載率為40%，那么工作效率的下降幅度最多會達到0.5%；如果負(fù)載率為100%，那么工作效率的下降幅度最多將會達到1%；而負(fù)載率如果在40%以下，那么工作效率的下降幅度將會達到10%。由此我們可以知道，效率的明顯下降現(xiàn)象一般都會出現(xiàn)在負(fù)載率相對較低的情況下，因此在設(shè)置冗余模塊的軟斷開點時，可以將負(fù)載率的范圍控制在40%～50%之間；而軟開啟點的設(shè)置則可以將負(fù)載率的范圍控制在80%～100%之間。

5 結(jié)束語

通信設(shè)備的主要電力來源為通信電源，是通信系統(tǒng)的一個重要構(gòu)成部分。隨著我國通信事業(yè)的快速發(fā)展，很多通信設(shè)備都得到了多次更新，通信系統(tǒng)對通信電源所提出的要求也不斷增加。而通信用高頻開關(guān)電源能夠把輸入的交流電有效的轉(zhuǎn)化成為直流電，然后將其穩(wěn)定輸出，具有高效運轉(zhuǎn)的特點，并且會不斷的隨著負(fù)載率發(fā)生的改變而進行變化，而且越來越多的高頻開關(guān)電源系統(tǒng)通過引入休眠功能，進一步提高了工作效率，值得推廣應(yīng)用。

參考文獻

[1]黎粵梅.高頻開關(guān)電源節(jié)能技術(shù)的探索[J].科技資訊.2011（17）

高頻電源范文第2篇

關(guān)鍵詞：鋼鐵行業(yè);燒結(jié)機尾;電除塵器;高頻電源;低排放;30 mg/Nm3

中圖分類號：TF805.34 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）36-0026-03

1 概 述

近幾年來，我國工業(yè)取得了高速發(fā)展，同時帶來的空氣污染也日益嚴(yán)重，越來越多的城市出現(xiàn)大面積的霧霾天氣，嚴(yán)重影響到人們的日常生活。鋼鐵工業(yè)是污染大戶，因此引起了國家環(huán)保部門的高度重視，為控制鋼鐵企業(yè)空氣污染，2012年國家環(huán)保部門針對鋼鐵工業(yè)出臺了新的排放標(biāo)準(zhǔn)要求。

根據(jù)《GB 28662-2012鋼鐵工業(yè)、球團工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，燒結(jié)機機尾、帶式焙燒機機尾及其它生產(chǎn)設(shè)備，自2012年10月1日起，將執(zhí)行顆粒物新的排放標(biāo)準(zhǔn)，將顆粒物排放限值從早期的100 mg/Nm3、50 mg/Nm3，降低至30 mg/Nm3。

新標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行將對鋼鐵行業(yè)燒結(jié)機尾等環(huán)境電除塵器帶來巨大挑戰(zhàn)，由于燒結(jié)機尾等環(huán)境除塵煙氣中含塵濃度較高（高時達30 g/Nm3以上），粉塵細(xì)，現(xiàn)有電除塵器所配的常規(guī)的單相工頻電源因其轉(zhuǎn)換效率低（一般在70%以下），電壓、電流平均值與峰值差異較大，電場電暈功率低，除塵效率提高受到很大限制。因此，常規(guī)工頻電源要達到≤30 mg/Nm3的粉塵排放相當(dāng)困難。鑒于此，迫切需要尋求一種高效電源以實現(xiàn)粉塵排放到達新標(biāo)準(zhǔn)的要求。

本文通過高頻電源原理與特點的分析，并結(jié)合實際工程應(yīng)用效果，來說明高頻電源應(yīng)用于鋼鐵行業(yè)燒結(jié)機尾電除塵器實現(xiàn)低排放的可行性。

2 燒結(jié)機尾除塵的特點與電源現(xiàn)狀

鋼鐵廠燒結(jié)機尾卸料端的除塵（簡稱燒結(jié)機尾除塵），機尾卸料端包括機尾卸礦處、單輥破碎、熱篩、冷卻設(shè)備的受料、卸料點。這些部位所產(chǎn)生的粉塵量較高，且受燒結(jié)工藝、吸塵點斷面風(fēng)速等因素的影響，粉塵濃度波動很大。現(xiàn)有數(shù)據(jù)表明，機尾除塵入口煙氣粉塵濃度一般在20 g/Nm3左右，高時能達到34 g/Nm3以上;粉塵顆粒細(xì)，小于10微米以下的粉塵占7%～50%不等;煙氣平均溫度為60～160 ℃;粉塵比電阻在109～1 011 Ω cm之間。

當(dāng)前，電除塵器以其處理煙氣量大、效率高、阻力低、運行維護成本低、壽命長等優(yōu)點，相對布袋除塵器得到市場更多的青睞，但電除塵器的除塵效率受影響的因素較多，其中供電電源性能最為關(guān)鍵，其性能好壞直接影響到電除塵器效率的高低。根據(jù)電除塵多依奇公式可知，對于同一臺電除塵器本體，在煙氣工況相同的情況下，粉塵的驅(qū)進速度越大，除塵效率越高。而驅(qū)進速度與電場平均電壓與峰值電壓成正比，即電場電壓越高，除塵效率也越高。因此，為獲得更高的除塵效率，選擇一種更能提高電場運行電壓的電源至關(guān)重要。

當(dāng)前用于電除塵上的電源種類較多，主要有可控硅調(diào)壓單相電源、三相電源，還有恒流電源，高頻電源，脈沖電源等。一直以來，因早期環(huán)保要求不高（一般能滿足100 mg/Nm3以下即可），同時考慮到投資的經(jīng)濟性，機尾除塵電源幾乎全為可控硅調(diào)壓單相工頻電源。

隨著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的提高，加之機尾除塵入口濃度較高，粉塵較細(xì)，采用工頻電源往往電流較低，電壓不高，除塵效率很難有大的提升，粉塵排放達到50 mg/Nm3尚且能基本滿足，但要達到30 mg/Nm3以下的排放要求，工頻電源則很難實現(xiàn)。

鑒于此，為大力提高機尾電除塵器除塵效率，以滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)要求，討論研究推廣一種高效電源用于機尾除塵很有必要。

3 高頻電源與提高除塵效率原理

3.1 高頻電源原理與特點

3.1.1 高頻電源工作原理

高頻電源工作原理，如圖1所示，380 V三相交流電源，經(jīng)整流器整流成直流電源后，再通過全橋串并聯(lián)諧振電路逆變成高頻交流（其工作頻率可達到40 kHz），之后經(jīng)過高頻變壓升壓與高頻整流器整流，輸出0～80 kV的直流高壓電源至電除塵器電場。

3.1.2 高頻電源特點

其特點主要有：

①高源電源輸出電壓高、電流大、頻率高，能大幅提高除塵效率，通常能提高除塵效率達30%以上，有時能達到70%。

②效率高電耗小，相比工頻電源節(jié)電20%以上。高頻電源的功率因素大于0.9，轉(zhuǎn)換效率在90%以上，而工頻電源效率一般不到70%。

③高頻電源為三相電源，相對單相工頻電源對電網(wǎng)影響很小，無缺相損耗，對電網(wǎng)不會造成污染，屬于綠色電源。

④高頻電源變壓器與控制柜為一體式，體積小、重量輕，不到工頻電源三分之一。

3.2 提高除塵效率原理

高源電源輸出電壓高、電流大、頻率高，能大幅提高除塵效率，通常能提高除塵效率達30%以上，有時能達到70%。其提高除塵效率的原因主要有三：

第一，高頻電源紋波系數(shù)很小，輸出電壓波形近似一條直線，因此大大提高了電除塵器的運行平均電壓和電流，可有效抑制電暈封閉的發(fā)生，非常適合于比電阻較適中的粉塵和粉塵濃度較高的煙氣工況。高頻電源直流供電波形，如圖2所示，間歇供電二次電壓波形，如圖3所示。

高頻電源范文第3篇

【關(guān)鍵詞】高頻脈沖電源;時基振蕩電路;短路

數(shù)控線切割機床采用電極絲（鉬絲、鎢鉬絲等）作為工具電極，在脈沖電源的作用下，工具電極和加工工件之間形成火花放電，火花通道瞬間產(chǎn)生大量的熱，使工件表面熔化甚至汽化，再經(jīng)過數(shù)控系統(tǒng)控制軸運動來進行加工工件的設(shè)備。

在線切割機床常見故障中與高頻脈沖電源部分相關(guān)的故障出現(xiàn)較多且較難維修。本文結(jié)合生產(chǎn)實踐針對數(shù)控線切割機床高頻脈沖電源常出現(xiàn)的故障的診斷與排除進行了分析和論述。

1.高頻脈沖電源的功能及特點

數(shù)控線切割機床由工作臺、走絲機構(gòu)、供液系統(tǒng)、脈沖電源、數(shù)控系統(tǒng)等組成。脈沖電源是產(chǎn)生脈沖電流的能源裝置。線切割脈沖電源是影響線切割加工工藝指標(biāo)最關(guān)鍵的設(shè)備之一。為了滿足切割加工條件和工藝指標(biāo)，對脈沖電源的要求為：較大的峰值電流，脈沖寬度要窄，要有較高的脈沖頻率，線電極的損耗要小，參數(shù)設(shè)定方便。

2.數(shù)控線切割機床與高頻脈沖電源相關(guān)的故障

高頻部分故障可以根據(jù)故障現(xiàn)象總結(jié)為四種類型，分別為：無高頻;高頻處于短路狀態(tài);絲筒換向時高頻不斷;高頻電流過大鉬絲燒絲。下面就針對這四種情況分別進行分析。

2.1 無高頻輸出

該故障現(xiàn)象的診斷應(yīng)該按照從機床到內(nèi)部電路的順序逐步排查。首先檢查電壓表顯示有無電壓產(chǎn)生，如果有電壓卻沒有電流，則考慮放電回路斷路，如電極線接觸不良，保險管熔斷等。如果顯示沒有電壓，則首先應(yīng)檢查電源電壓是否正常，如正常，可考慮斷高頻控制電路未接通或是高頻電源板故障。具體診斷方法如下：

斷高頻控制線路未接通可能是中間繼電器線圈故障，或繼電器的常開觸點接觸不良，即接線端子之間開路。此故障可以通過在絲筒運轉(zhuǎn)時按下高頻電源箱上的高頻按鈕，如果鉬絲與工件之間有火花產(chǎn)生，則為斷高頻控制線故障，否則為高頻電源控制板故障。

如果診斷為高頻電源控制板故障，則需要進一步維修該電路板，維修高頻電源控制板首先需要了解該電路板的工作原理：

高頻電源由脈寬調(diào)節(jié)電路、間隔調(diào)節(jié)電路、時基振蕩電路、斷高頻控制電路、功放推動級、功率放大電路、直流電源等部分組成（如圖1所示）。

其中時基振蕩電路由555及周圍電路組成，產(chǎn)生高頻脈沖方波，晶體振蕩電路是高頻電源的核心部分;斷高頻控制電路控制信號的輸出;功放板采用IRF630作為功率輸出管，把信號放大后加到鉬絲上，從而可以進行產(chǎn)品加工。

圖1 高頻脈沖電源框圖

所以在排除故障還沒有高頻情況下，首先要檢查時基振蕩電路是否有脈沖方波發(fā)生，具體方法是通電情況下查看振蕩板中的發(fā)光二極管是否點亮。

如果二極管亮，應(yīng)檢查整理電源電路中的濾波電容兩端電壓是否有正常的+100V。如不正常，這時檢查變壓器交流電壓供電是否正常。

如果發(fā)光二極管不亮，則按下測試開關(guān)，按下后還是不亮，說明振蕩電路板有故障，檢查12V直流電源電路中的三端穩(wěn)壓器是否有12V電源輸出。

如沒有，檢查電源部分故障，如有，可以用示波器檢查555振蕩電路和功放推動級電路的輸出是否有高頻脈沖信號，哪一級沒有就檢查哪一級電路，然后更換相應(yīng)的故障元件來修復(fù)電路板。

2.2 高頻處于短路狀態(tài)

此故障的排除方法與無高頻故障相似，不再重復(fù)闡述。只不過此故障在開始加工時會出現(xiàn)加工回退現(xiàn)象，一般是由于鉬絲與工件之間短路造成的。

2.3 絲筒換向時高頻不斷

這個故障首先要檢查儲絲筒換向斷高頻繼電器的開關(guān)，讓儲絲筒運行，看換向斷高頻繼電器是否吸合，換向時是否斷開，若不動作，則是機床控制換向斷高頻線路有故障，應(yīng)檢查換向斷高頻機床線路，從而排除故障;如果由于換向開關(guān)故障使斷高頻繼電器線圈換向時未斷電，也會造成該故障現(xiàn)象，有時會因為接線端子短路造成。

2.4 高頻電流大鉬絲燒絲。

此故障要首先檢查功率推動級電路中的集成電路4096是否被燒壞出現(xiàn)短路，4096損壞則需要更換，如果正常則檢查高頻功放部分電路板，用萬用表電阻擋逐個對比檢查功放管，找到擊穿的功放管進行更換。若暫時無功放管，則關(guān)掉該功放管開關(guān)，仍可使用，因為多個功放管是并聯(lián)的，不影響電路正常工作，只是少一個管在加工厚工件時會因為放電電流減小而影響加工速度。

高頻電源范文第4篇

關(guān)鍵詞：高頻逆變；電除塵；電源優(yōu)化；節(jié)能減排

中圖分類號： TE08 文獻標(biāo)識碼： A

Abstract: It has been difficult for the old ESP to meet the new dust emission standards, but the update of the equipment costs a lot of money, therefore, how to reach a higher cost performance becomes the focus of attention . After researches we found that the replacement of the industrial frequency power with the high-frequency inverter of the ESP power can greatly improve the collection efficiency, with a high cost performance and a good prospect of application.

Key words: high-frequency inverter; ESP; power optimization; energy saving and emission reduction

0 引言

電除塵器(ESP)是利用電力將氣體中的粉塵分離出來，從而大幅度降低排入大氣層中的煙塵量，這是改善環(huán)境污染，提高空氣質(zhì)量的重要環(huán)保設(shè)備。在我國，各類發(fā)電廠，燃煤鍋爐，堿回收鍋爐，水泥廠，垃圾發(fā)電廠，以及有色冶金工業(yè)、鋼鐵工業(yè)等行業(yè)，都不可缺少地需要配備電除塵器。它具有除塵效率高、阻力損失小、耐高溫、煙氣處理量大、操作自動化程度高等特點，應(yīng)用廣泛。

我國的煤炭消耗占總體能源消費的60%以上，由此引起的煙塵和SO2污染日趨嚴(yán)重。上個世紀(jì)80-90年用的電除塵器因為設(shè)計時環(huán)保要求不高，設(shè)計余地不大，急需更新?lián)Q代。電除塵器供電電源是電除塵系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，也是重要的能耗設(shè)備。提升電除塵設(shè)備供電電源的效率就成為了提高電除塵器效率，達到國家環(huán)保的新標(biāo)準(zhǔn)的最有效手段。

1 高頻逆變電源原理及特點

高頻逆變電源電除塵器的核心思想是把三相工頻電轉(zhuǎn)變成直流電，然后再利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)將直流電逆變成高頻交流加以控制，高頻逆變的拓?fù)湫问饺鐖D1所示：

圖1 高頻逆變電除塵電源框圖

其主要特點是：(l)三相整流器把三相交流電轉(zhuǎn)換成直流電，逆變器再把直流電壓轉(zhuǎn)換成高頻交變的方波，這種方式在控制上具有很大的靈活性，主要體現(xiàn)在逆變器可以采用PWM(pulse width modulation)、PS-PWM(phase-shift pulse width modulation)、PDM(pulse density modulation)和PFM(pulse frequency modulation)等多種控制方式或多種控制方式的組合。由于采用了高頻控制，輸出電壓的紋波小，系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)速度快，從而顯著地提高了除塵效率。另外，由于控制方式的靈活性，高頻逆變電除塵電源可以產(chǎn)生特定的高壓輸出波形，以適應(yīng)不同的除塵工況。

(2)逆變器高頻交變方波的輸出形式使得升壓變壓器同時可為高頻變壓器。在保持升壓比不變的情況下，高頻變壓器的高、低壓繞組匝數(shù)相比于工頻變壓器明顯減少。變壓器體積的明顯減小，相應(yīng)制作變壓器的原材料，如纏繞變壓器的銅、制作油箱的鐵、絕緣用的油等材料的使用都會大幅度減少。高頻電除塵電源的重量只有傳統(tǒng)工頻電除塵電源的1/5左右。

(3)與傳統(tǒng)的可控硅工頻相控電除塵電源相比，高頻逆變電除塵電源應(yīng)用了全控型功率器件IGBT，開關(guān)速度快，電除塵器發(fā)生閃絡(luò)時能夠立即關(guān)斷。高頻逆變電除塵電源的上述特點使其具有比工頻電除塵電源更加優(yōu)越的性能。傳統(tǒng)工頻電除塵電源的功率因數(shù)約為0.7，效率約為75%；而高頻逆變電除塵電源的功率因數(shù)達0.9以上，效率可高達95%以上，節(jié)能效果非常明顯。

2 高頻逆變電除塵器的先進性分析

2.1典型穩(wěn)態(tài)輸出波形對比

電源的輸出電壓和電流越大，除塵效率越高。而電除塵器工作電壓受閃絡(luò)電壓限制存在上限值，因此，在相同閃絡(luò)電壓下，電除塵電源輸出電流越大，除塵效率將越高。圖2是穩(wěn)態(tài)工作時高頻逆變電除塵電源與工頻電除塵電源的典型波形對比圖。

圖2 穩(wěn)態(tài)時高頻逆變和傳統(tǒng)工頻典型波形對比

由圖可見，工頻電除塵電源輸出電壓具有較大的紋波，當(dāng)閃絡(luò)電壓為約80kV時，平均輸出電壓約為60kV，只有閃絡(luò)電壓的75%。而高頻電除塵電源輸出電壓較平穩(wěn)，接近閃絡(luò)電壓。因此，高頻逆變電除塵電源具有比工頻電源更大的輸出電流能力，除塵效率更高。

2.2動態(tài)輸出波形對比

高頻逆變電除塵電源不僅在穩(wěn)態(tài)時具有突出優(yōu)點，動態(tài)性能同樣優(yōu)異。圖3為高頻逆變電除塵電源和工頻電除塵電源在電除塵器發(fā)生閃絡(luò)和重新啟動時的典型對比波形。

從上圖中可以看出，當(dāng)閃絡(luò)發(fā)生時，兩者的輸出電壓都迅速下降，不同的是高頻逆變電除塵電源能夠迅速響應(yīng)，封鎖電源輸出，所以輸出電流也隨之迅速下降至零。而工頻電除塵電源由于不能立即關(guān)斷晶閘管，導(dǎo)致輸出電流存在較大過流，且要經(jīng)過很長時間才逐漸下降至零，在這個過程中，大量能量消耗在電除塵器中，并給電源造成很大沖擊。

從圖3中還可以得出結(jié)論，高頻逆變電除塵電源閃絡(luò)持續(xù)時間短，經(jīng)過較短的退電離時間，系統(tǒng)就可以再次重新啟動；而工頻電除塵電源由于閃絡(luò)持續(xù)時間長，火花放電嚴(yán)重，電除塵器產(chǎn)生了大量的空間電荷，所以需要經(jīng)過較長的退電離時間，系統(tǒng)才可以重新啟動。當(dāng)系統(tǒng)重新啟動時，由于高頻逆變電除塵電源的響應(yīng)速度快，因此輸出電壓能夠迅速達到預(yù)定電壓，而工頻電除塵電源則需要多個工頻周期后才能達到。上述兩點表明，高頻逆變電除塵電源的有效除塵時間將高于工頻電除塵電源，除塵效率更高。

3 高頻電源的應(yīng)用實例

表1給出了各種工業(yè)應(yīng)用采用高頻電除塵電源后，粉塵排放量相對于傳統(tǒng)工頻電除塵電源下降的現(xiàn)場數(shù)據(jù)[9]。

表1 各種工業(yè)采用高頻電除塵電源后排放量下降數(shù)據(jù)

應(yīng)用場合 地點 安裝高頻電除塵電源裝置數(shù)量（臺） 排放量減少比例

燃煤鍋爐 世界各地 195 ～60%

堿回收爐 Baltic,Canada,South America 143 40-60%

濕式電除塵器 世界各地 103 40-85%

水泥和石灰 Europe 95 ～75%

垃圾 Japan,Europe 51 20-50%

生物鍋爐 Baltic 121 10-40%

玻璃制造 USA, Europe 52 ～60%

從表1可見，高頻電除塵電源在減小粉塵排放量上的效果顯著，平均可高達50%左右。

4 總結(jié)

從本文的研究可以看出，高頻電源在電除塵器上的使用具有很大的應(yīng)用空間。高頻電源不但可以大大降低電除塵電氣設(shè)備的電耗，對企業(yè)節(jié)能減排和應(yīng)對排放新標(biāo)準(zhǔn)都能起到極大作用。而且高頻電源的改造性價比高，對于不方便大規(guī)模更換電除塵設(shè)備的企業(yè)有著很大的吸引力。

參 考 文 獻

[1] Y.Liu, X.He. PDM and PFM hybrid control of a series-resonant inverter for corona surface treatmen. IEE Proeeedings Electric Power Application, 2005. 152(6): 1405-1410.

[2] 劉勇,何湘寧,張仲超.脈沖密度調(diào)制串聯(lián)諧振型塑料薄膜表面處理電源的研制.中國電機工程學(xué)報，2005.25(26): 155-162.

[3] 張琪.塑料薄膜表面處理電源的PS-PWM控制及其人機界面,碩士學(xué)位論文,杭州:浙江大學(xué),2006.

[4] 張谷勛,蔣云峰.電除塵器電源的發(fā)展方向――高頻化和數(shù)字化.電源世界，2007(l): 1-4.

[5] N. Grass, W. Hartmann, M. Klockner. Application of different types of high-voltage supplies on industrial electrostatic Precipitators. IEEE Transactions on Industry Applications,2004. 40(6): 1513-1520.

高頻電源范文第5篇

【關(guān)鍵詞】高頻開關(guān)電源 節(jié)能技術(shù) 發(fā)展 應(yīng)用

高頻開關(guān)電源節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用措施在多樣化的電源系統(tǒng)中占據(jù)核心地位。譬如大型電解電鍍電源，由于其重量及體積上的特殊性，促使高頻開關(guān)電源節(jié)能技術(shù)在實際電源應(yīng)用過程中的利用效率得到提升，此外還能對成本投入進行控制。

1 開關(guān)電源技術(shù)發(fā)展

1.1 高頻化發(fā)展方向

經(jīng)由理論分析及實驗驗證，電器產(chǎn)品的體積重量與其供電頻率的平方根成反比。若對電源頻率進行調(diào)整，從50Hz提升至20kHz之后，用電設(shè)備在質(zhì)量及體積上出現(xiàn)下降，并達到工頻設(shè)計數(shù)值的5%-10%左右，在材料節(jié)省方面可以達到九成甚至更多，而電能節(jié)省方面則可以節(jié)省三成或更多。隨電子工藝技術(shù)的飛躍發(fā)展，電子功率器件已實現(xiàn)高頻模塊化，大功率開關(guān)電源成本顯著降低，體現(xiàn)了高技術(shù)含量及實用性推廣價值。

1.2 模塊化發(fā)展方向

高頻開關(guān)電源技術(shù)的模塊化主要就是指功率器件以及電源單元等方面的模塊化。近幾年，大多數(shù)公司認(rèn)為開關(guān)功率器件把驅(qū)動電路和過流保護、短路保護、過熱保護、欠壓保護等多種保護集成在同一模塊內(nèi)，從而真正意義上實現(xiàn)“智能化”功率模塊。模塊化設(shè)計促使不同元器件間不再使用傳統(tǒng)意義上的引線連接，從而有效降低寄生電感及電容因為頻率提升對其產(chǎn)生的影響，此外通過合理化、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)碾?、熱及機械層面的優(yōu)化設(shè)計措施，從而全面提升系統(tǒng)可靠性。

1.3 數(shù)字化發(fā)展方向

由于數(shù)字式電路及信號所展現(xiàn)的重要性不斷增加，數(shù)字信號處理技術(shù)隨著發(fā)展也不斷趨向承受成熟，相對模擬信號展現(xiàn)出非常多的優(yōu)勢，如實現(xiàn)計算機處理控制措施、減少雜散信號的干擾作用，從而促使自診斷等新型技術(shù)的植入。所以數(shù)字化技術(shù)在智能化高頻開關(guān)電源中往往是經(jīng)由計算機完成控制行為，并展現(xiàn)出非常重要的使用意義。

2 高頻開關(guān)電源工作原理、構(gòu)成及在火電廠的應(yīng)用

2.1 高頻開關(guān)電源工作原理

目前狀態(tài)下的高頻電源，在其運作過程中往往經(jīng)由三相交流電在濾波或整流的作用下，產(chǎn)生530V左右的直流電壓，另外在全橋逆變作用之下獲得到20kHz左右的交變電流，之后由于高頻變壓器升壓整流措施實現(xiàn)高頻高壓脈動直流的傳輸行為。當(dāng)前狀態(tài)下的電除塵器高頻電源是利用高頻開關(guān)技術(shù)而形成的逆變式電源，此外供電電源往往通過系列性窄脈沖產(chǎn)生，實際控制措施存在多樣化，并且基于電除塵器運作情況選擇合適性電壓波形，全面提升供電效率實現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。

2.2 高頻開關(guān)電源主要構(gòu)成

當(dāng)前狀態(tài)下的高頻電源的結(jié)構(gòu)組成主要包括低壓配電系統(tǒng)、全橋逆變器、大功率高頻高壓變壓器以及控制電路等等。高頻開關(guān)電源實際運行過程中，高頻電源中的低壓配電系統(tǒng)往往安置于高頻電源配電盤之中的電氣箱，除卻高頻電源具備的供電作用不談，可以針對性完善集成作用下的高頻電源內(nèi)部加入、振打及風(fēng)機組成中的供電作用，另外若設(shè)備出現(xiàn)嚴(yán)重故障后，進行斷電保護措施。全橋逆變器中存在的逆變電路，是由全橋串聯(lián)諧振逆變器構(gòu)建，在濾波及整流電路作用下構(gòu)建530V左右的直流電流，并通過逆變措施，讓其成為20kHz左右的高頻交流電，并傳輸?shù)礁哳l高壓變壓器之中。油浸設(shè)計措施之下的大功率高頻高壓變壓器，是高頻電源中具備重要意義的組成部分之一，經(jīng)由逆變電路實現(xiàn)高頻交流電升壓，經(jīng)由整流后，形成高頻高壓脈沖直流并向除塵器傳輸?？刂齐娐吩跇?gòu)成上主要包含電源電路、驅(qū)動電路以及DSP控制電路。

2.3 高頻開關(guān)電源技術(shù)在火電廠中的應(yīng)用

譬如佛山某垃圾焚燒電廠現(xiàn)存的四套雙室四電場電除塵器，實際有效通流面積達到230m2，而j極線主要指的是新RS管狀芒刺，其中電源配置了高壓硅整流變壓器，控制運行機理是：交流電源經(jīng)過升壓變壓器升壓后，經(jīng)全波整流形成直流再輸送至電場。通過針對性的改造，四套除塵器已經(jīng)都改造成為高頻電源，其除塵效率有顯著提高及能耗大為減少。通過節(jié)能減排的有效改進措施，促使電除塵改造能夠在高頻開關(guān)技術(shù)中發(fā)揮重要作用，改善當(dāng)?shù)丨h(huán)境帶來了經(jīng)濟效益的同時社會效益也很顯著，并且也提升了企業(yè)綠源形象。

3 結(jié)束語

綜上所述，應(yīng)用高頻開關(guān)電源技術(shù)能夠幫助當(dāng)前火電廠的整體耗能及廢氣排放得到有效控制，從而全面提升整體工廠工作效率，并且在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)生產(chǎn)成本的有效降低，促使其在市場中具備足夠的地位。當(dāng)前，高頻開關(guān)電源技術(shù)在電鍍、電解、電加工、浮充、電力合閘等領(lǐng)域應(yīng)用同樣得到了廣泛推廣。

參考文獻

[1]鄭昕昕，肖嵐，劉新天，何耀，曾國建.兩級寬輸入開關(guān)電源占空比振蕩的幾何分析[J].電氣傳動，2016（05）：199-203.