高频电源范文
时间：2023-03-22 12:30:29
高频电源范文第1篇
关键词：高频电源；电除尘器；前电场
引言
随着我国国民经济的高速发展，污染问题也日趋严重。与此同时，我国国民环保观念正不断进步，建设资源节约型、环境友好型社会的目标已提上日程，应做好各行业的节能减排工作。电除尘器利用高频电源进行除尘，在发电厂以及锅炉行业应用非常广泛，该设备具有较高的除尘效率，还能有效控制烟尘排放，降低空气污染。因此，为建设可持续发展的社会，有必要对高频电源在电除尘器中的应用展开研究。
1高频电源及其工作原理
高频电源全称为高频高压开关电源，是专门用来对电除尘器供电的装置，在电力、冶金、化工以及水泥等产业中有着极其广泛的应用，具有低碳、环保、高效的特征。电除尘器所使用的高频电源是一种逆变式电源，借助高频开关技术提供窄脉冲的供电电流，由于使用的是逆变式电源，可以提供多种纯直流电压和电压波形，完全符合电除尘技术的需要。此外，使用高频电源还可有效防止电除尘器发生短路或火花放电。当发生短路或放电时，高频电源可以封锁电源输出，迅速提高电源动态响应速度，供电电压接近纯直流输出，有效避免了短路现象发生。此外，高频电源还可控制电除尘器前电场的电磁强度，对通过该电场中的粉尘提供电场力，从而提高粉尘的运动速度，达到减少粉尘排放的效果。高频电源运行及工作方式主要有两种：恒定周期供电方式、脉冲供电方式。这两种供电方式具体特征如下：（1）恒定周期供电方式：按照预先设定的频率参数进行供电输出，因此频率参数的设定决定了最后的电压以及电流输出值的大小。恒定周期供电方式由于频率恒定因此工作状态相对稳定，但恒定周期供电方式设备自身能耗大，其效果也不太明显，当烟尘发生比较大的变化时，则需要操作人员进行指令输入加以调整。（2）脉冲供电方式：并不设置具体参数，而是将高频脉冲、低频脉冲进行组合来供电，因为脉冲有高低，所以脉冲供电方式输出的电压以及电流呈现明显的动态变化。与恒定周期供电方式相比，脉冲供电方式可以有效提高除尘效果，当烟尘等发生变化时，其也能够起到非常好的除尘效果。同时，因其采用了高频脉冲与低频脉冲的组合脉冲，因此自身能耗也相对较小。
2高频电源技术在电除尘领域的使用
要分析高频电源在电除尘领域的应用，首先应分析电除尘效率计算的多依奇公式：（1）式中，η为电除尘器的工作效率；A为电除尘器表面的收尘面积；ω为带电粒子在电除尘器前电场中的运动速度；Q为电除尘器所能够处理的最大烟气量。根据公式（1）可以发现，对于一台设计良好的电除尘器来说，其最大处理烟气量以及收尘面积都是固定的，即Q与A是固定不变的，因此，电除尘器的工作效率与运动速度成正相关，即ω越大，其工作效率越高；ω越小，其工作效率越低。那么ω又是如何计算的呢？有研究者通过研究得出通过公式（2）我们可以清楚地看到，带电粒子的运动速度跟电磁强度（E）成正比，跟带电粒子的颗粒直径（a）成正比；跟烟尘的黏度（η）成反比。通过以上公式可以发现，电除尘器的工作效率是由电磁强度以及带电颗粒和烟尘黏度等因素决定。电除尘器主要作用是处理烟尘，因此无法控制带电颗粒的大小及烟尘黏度，能够控制的只有电磁强度。由于电磁强度的大小是由通过电场的电压决定的，因此，在电除尘器中使用高频电源可以有效提升除尘效率。前述理论公式也得到了实验的具体验证，有研究者通过实验得出的具体结果支持了理论。如图1所示，我们可以看出在不同的电压下颗粒运动速度是不同的。较一般的电源来说，高频电源所输出来的电压要高大约30%。而通过前述公式我们也可以大致看出，当电压高出30%时，颗粒的运动速度大约提升了60%，这一提升的幅度我们也可以从图1中得到验证。对于高频电源来说，若其采用的是恒定周期供电方式，其输出的电压则是直流电，当高频电源使用的是脉冲供电方式时，其对电除尘器前电场提供的电流以及电压则是不稳定的，电压也是波动的，对不同大小的颗粒都能够进行处理，以降低电除尘器中的粉尘黏度，提高电除尘器的除尘效果。有研究者对比了使用高频电源及未使用高频电源两种情况下的电除尘器能效大小，结果如表1所示。从表1中我们可以发现，使用高频电源后，电除尘器的自身能耗明显小于未使用高频电源的能耗。因此可以得出结论：在电除尘器中，使用高频电源可以有效提升电除尘器的工作效率，减少其自身能耗，是非常实用的一种技术。
3高频电源电除尘器的优点
与传统电源相比，高频电源的优势体现在以下两个方面：一方面能够有效提升电除尘器的工作效率，另一方面能够有效提升能源利用率。（1）有效提升工作效率和设备性能。从工作效率的角度，根据上文分析，当电压提升30%时，效率大约提升60%。同时，相对于传统电源，高频电源不容易因短路或电火花等造成损害，因此更加耐用，性能更加优越。（2）具有较高的能源利用率。从能源利用率的角度，电除尘器使用了高频电源后，可以节约大约20%的能源。同时，高频电源的节能还体现在整个系统之中，不单单是对前电场，对于电除尘器的整个系统而言都具有较好的节能效果，因为当高频电源采用纯直流供电方式时，电除尘器的实际输出功率仅为自身额定功率的70%，这就有效节约了能源，也保护了环境。（3）降低了企业生产成本。引进了自动化控制技术后，电除尘器的节能性又有了一个很大程度的提升，可以达到50%。因此，使用高频电源不仅可有效提升电除尘器的工作效率，还能帮助企业节约成本，提升经济效益。
4结语
高频电源技术在电除尘领域的应用，可以有效提升电除尘器的工作效率，降低企业成本，提升能源使用效率。此外，高频电源还有着安全稳定、适应性能良好等等优点，因此有必要加强对高频电源的推广使用，以有效缓解烟尘造成的环境污染问题，帮助企业创造更多利润，推动我国电除尘技术的整体水平提升。
［参考文献］
[1]陈多.高频电源在火电厂电除尘上的研究与应用[D].广州：华南理工大学，2013.
[2]卢刚.高频电源在电除尘器前电场的应用[J].中国环保产业，2010（1）.
高频电源范文第2篇
【关键词】高频开关电源；节能；效率；污染；产品质量；清洁生产
以往电镀电源主要采用硅整流器及可控硅整流器，但是由于两种电源存在的缺陷：设备体积笨重、效率低、功耗大、输出的直流品质不高、纹波大等原因，严重影响了表面处理工艺中产品质量的提高。公司渴望能有一种高品质、高效率、体积小的新型电源来应用到生产中去。高频开关电源的出现满足了公司的要求。
在国内高频开关电源在电镀上的普及推广从99年开始，它的主要特点：效率高、功耗小、体积小、重量轻、精度高、输出直流纹波小。它使金属表面处理的效果达到几近完美的程度，因而迅速为客户所接受，并在市场上推广使用。它表现的优点主要有：
1 电镀表面质量的提高
（1）能得到致密、均匀和导电率高的镀层；在使用高频电镀时，晶核形成的速度大大高于晶核成长的速度，使得沉积层的晶粒细化，这就是采用高频电镀能获得细致光滑镀层的本质原因。
（2）降低浓差极化，提高阴极的电流密度，提高镀速；
（3）深镀能力好，能适应各种不同的零件：
输出为方波，具有脉冲效果，频率在20KHZ左右，纹波系数能达到1%；
（4）减少镀层的孔隙率，增强镀层的抗蚀性；
（5）减少了电镀原材料的使用量，降低了电镀成本，特别是在贵金属的电镀上效果非常明显。
2 节能，转化效率高，效率在90%以上
高频开关电源因其制作采用高频铁氧体磁芯、高频开关管等新型技术材料，运用高频逆变、整流技术，使输出频率达到20KHZ，从而大大提高了其能量转换效率，使效率达到90%以上，节约了大量电能。
下面就规格为5000A/12V的可控硅整流器和高频开关电源的效率作一下比较：
（1）两条重载线实际使用时的省电区分表1
（2）两条轻载线实际使用时省电区分表2
由以上两表可以看出高频开关电源在满载或带载情况下的效率明显比可控硅要高的很多。
我们可以根据公司实际使用整流器的电能进行分析四条不同线的正常使用电能的情况：
1）表1二条重载线来比较直观的估算一下它的价值：以规格同为5000A/12V和2000A/12V的可控硅整流器和高频开关电源做比较，实际使用均为4000 A/9V和1500A/9V作参考，一天工作24小时，一年工作300天，1度电的电价为0.5元。
一台5000A可控硅整流器：48.5度×24 ×300×0.5元/度=174600
一台2000A可控硅整流器：8.2度×24 ×300×0.5元/度=65675
一台5000A高频开关电源：36度×24 ×300×0.5元/度=129600
一台2000A高频开关电源：14.8度×24 ×300×0.5元/度=53406
对我公司来讲：一年二条线10台高频开关电源可以省电费：（174600-129600）×8+（65675-53406）×2 =384538元，对国家来讲一年二条线就可以节约384538÷0.5=769076度电。
2）表2轻载线来比较直观的估算一下它的价值：以规格同为5000A/12V和2000A/12V的可控硅整流器和高频开关电源做比较，实际使用均为用2500A/10V和1000A/10V作参考，一天工作24小时，一年工作300天，1度的电价为0.5元。
一台5000A可控硅整流器：33度×24 ×300×0.5元/度=118800元
一台2000A可控硅整流器：13.2度×24 ×300×0.5元/度=47556
一台5000A高频开关电源：27.5度×24 ×300×0.5元/度=99000元
一台2000A高频开关电源：11度×24 ×300×0.5元/度=39600
对我公司来讲：一年二条线10台高频开关电源可以省电费：（1118800-99000）×8+（47556-39600）×2 =174312元，对国家来讲一年二条线就可以节约174312÷0.5=348624度电。
3 结论
（1）两条重载线和两条轻载线使用可控硅一年共用电费：174600×8+ 118800×8 +65675×2+47556×2= 2573662元
（2）两条重载线和两条轻载线使用高频电源一年共用电费：129600×8+ 99000×8 +53406×2+ 39600×2= 2014812元
（3）四条线一年一共可以省电费：2573662-2014812=558850元
由此可见在表面处理行业上高频开关电源可以为公司和国家节约很多的电能。尤其现在国家缺电比较严重的情况下，它的作用就更加重要，市场推广和应用更具迫切性。
四条镀锌线如果换成高频开关电源：1）一次性设备投入：45000×16+12000×4=768000（5000A/12V可控硅整流器16台换成16台高频开关电源，2000A/12V可控硅整流器4台换成4台高频开关电源，5000A/12V高频开关电源45000元/台，2000A/12V高频开关电源12000元/台），2）旧设备回收：15000×16+6000×4=264000，3）实际设备一次性投入：768000-264000=504000，所以初步估计11个月就能把投资的整流器款进行回收。是企业寻找新的经济增长点的一条良好途径。
大功率高频开关电源已处于批量生产和使用阶段。由于高频开关电源电气化集成度高，电子元件抗污蚀能力差，所以对使用环境的要求较高。由于电镀表面处理行业一般环境都相对比较差，我公司大功率高频开关电源冷却方式采用油浸水冷方式，这样有利于避免恶劣环境对设备的破坏作用，从而保证高频开关电源的长期可靠运行.。
4 减少了对电网的污染
高频开关电源对电网的污染主要是高次谐波，频率集中在150KHZ～30MHZ，要处理污染问题可加装一定规格的电源滤波器，它的主要器件为电容和电感，价格低廉，对设备的生产成本影响不是很大。而相对于可控硅整流器对电网污染的处理则主要集中在功率因数的补偿，成本高，且控制比较困难。
目前高频开关电源正在向高频化、数字化、智能化方向发展。随着电镀要求的提高和清洁生产的要求，高频开关电源凭其自身无可比拟的突出优越性彻底取代传统电源将成为一种必然趋势。
高频电源范文第3篇
绕组计算对于进行方波转换的高频变压器，其基本设计公式为［4］（式略）式中:N1为变压器原边绕组匝数(T);V1为施加在该绕组上的电压幅值，这里指输入电压，V1=27V;B为工作磁通密度，B=3400GS;SC为磁心有效截面积，SC取0．42cm2;f为高频变压器工作频率，f=80×103Hz。由式(1)得N1≈5．9T，取N1为6匝（式略）式中:N2为变压器副边绕组匝数(T);V2为变压器副边绕组输出电压，V2=1250V。由式(2)得N2=277．8T，取N2为278匝。导线线径计算集肤效应的考虑导线中通过交变电流时会产生集肤效应。由于电流的集肤效应，使导线有效截面积减少，因而导线在交流电作用时的实际电阻将比它在直流电作用时要大［5］。显然，交变的频率越高，电阻增大也越多。本电路工作频率是80kHz，在选择电流密度和导线线径时必须考虑集肤效应引起的有效截面积的减少。导线通有高频交变电流时有效截面积的减少可以用穿透深度Δ来表示。Δ是交变电流沿导线表面开始能达到的径向深度，它所具有的横断面积即为导线的有效截面［6］。Δ随电流的交变频率f、导线的导磁率μ以及电导率γ的不同而异，有下述关系（式略）显然，在选用高频变压器原副边绕组导线线径时应遵循小于两倍穿透深度。当使用的导线线径大于由穿透深度决定的数值时，应知由于集肤效应引起的电阻的增加，以便计算线路压降和温升。导线在交变电流下的电阻RAC和直流电阻RDC的比值用Kr来记，有（式略）式中:Kr称为趋表系数［8］。Kr值的大小不仅与交变电流的频率有关，而且还与材料的性质、导线的形状等有关，要精确地计算颇难，在实际应用时通常利用现成的曲线图表查得。初级线圈线径计算变压器最大输出功率P0=4W，η=85%，则流过（式略）
绕组的绕制要求
高频变压器绕制时需要特别注意漏感带来的影响。漏感将会引起关断电压尖峰，虽然可以用RC吸收网络加以抑制，但最根本的办法还是在选择磁芯和绕组绕制时尽可能地减小漏感。无论何种磁芯形状都应使原副绕组尽可能紧密耦合。对于环形磁芯结构，不管原副边绕组匝数多少均应沿磁环圆周均匀地分布。
变压器的屏蔽
处理屏蔽有3类，即电磁屏蔽、静电屏蔽和磁屏蔽。电磁屏蔽主要是防止高频电场的影响，利用电磁场在金属导体内部产生涡流从而起屏蔽作用，因此来自空间的辐射干扰将受到电磁屏蔽的保护。如果将电磁屏蔽接地，则兼有静电屏蔽的功能。静电屏蔽是切断相邻导体之间的静电耦合，并且通过分布电容和适当的接地点(或某个对地有固定电位差的授位点)，为干扰提供一个旁路通道。磁屏蔽防止磁耦合，用高导磁率材料将需要屏蔽的地方包起来，以便将磁力线限定在磁阻小的磁屏蔽导体内部，防止扩散到外部去，或者避免外部漏磁闯进来。变压器的安装位置及屏蔽方法，对电路的设计至关重要。一个变压器如不设磁屏蔽，则漏磁不可避免地要和周围电磁元件发生交连。漏磁在X方向上最显著，Y方向上最少，。又因漏磁影响与距离平方成反比，所以仔细选择变压器的安装位置对改善漏磁干扰有一定效果。磁屏蔽材料必须具有一定的厚度，否则磁屏蔽不可能彻底［10］。在多种变压器的安装方式中选择两种典型的方式进行测试对比(两种电源的原理及所用器件一致)。Ⅰ型高压电源的输入插座置于变压器的X方向上，且距离较近，变压器未加屏蔽。Ⅱ型高压电源的输入插座距离变压器较远，不在变压器X方向上，且变压器加屏蔽板，屏蔽板厚度为0．5mm，材料为铜。输入插座为高压电源提供两路输入电压:一路为控制芯片的工作电压;另一路为变压器的供电电源，都为+27V。Ⅰ型高压电源测试结果芯片工作电源纹波Vp-p=3．6V，工作电源已受到变压器的干扰，频率与变压器工作频率相同。在芯片工作电源处增加滤波电容，纹波仍然，且未减小。输出电压纹波杂乱且不稳定，长时间通电，纹波还会增大。为减小纹波在控制电路及反馈电路中增加滤波电容，但效果不明显，没有改观。Ⅱ型高压电源测试结果芯片工作电源纹波Vp-p=560mV，波形如图7所示。纹波只是电源自身及测试线造成的纹波，变压器对电源测试结果分析从测试结果可看出:Ⅰ型高压电源+27V工作电源受到一个固定的尖脉冲干扰，这个固定尖脉冲的周期与变压器的工作周期相同，即便增加滤波电容也无明显改善，并由此导致板极电压的纹波大。由此可见输入电压插座在变压器X方向，且变压器未加屏蔽时对输入电压的干扰严重，这种干扰很难减弱，并会影响整个电路的正常工作。而Ⅱ型高压电源+27V工作电源的纹波是由电源自身及测试线引起，幅值很低，对输出没有造成影响。改变输入插座的安装位置，使其远离变压器，并对变压器进行很好的屏蔽处理，可将变压器的干扰减少到最小。
产品测试结果与结论
高频电源范文第4篇
[关键词]高频电源；全桥逆变器；DSP控制电路板；IGBT
[Abstract]The article showed in brief the basic operation principle 、structure and function that electrical control technology of high frequency power supply.It listed that the technical data and performance parameter of high-frequency power supply run in Guodian Tongling power plant.Before and after the comparison of the parameters between high-frequency power supply and Original rectifier.It illustrated that good economic and energy-saving performance of high-frequency power conversion technology in the dust extraction in the power plant.and discussed the note and the improvement direction of high- frequency power control technology in practical application.
[keys] high-frequency power supply；Silicon rectifier change ；DSP Controller Board check；IGBT
中图分类号：TM621文献标识码：文章编号：
一、前言
2012年1月1日起,新修订的《火电厂大气污染物排放标准》开始实施，其中，烟尘排放浓度限值已由50毫克/立方米加严至30毫克/立方米。面对越来越严的烟尘排放约束性指标，如何提高除尘效率并降低能耗，已成为火电行业治污领域的工作重点。30毫克/立方米，是一个令各个电厂都焦虑的排放限制。焦虑的原因不是担心电除尘技术不能保证达标排放，而是普遍认为：要满足新标准要求，就需要投入较多的资金对电除尘器本体进行改造。怎样才能既满足国家标准要求，又符合企业利益、减少改造投资？这是诸多需改造电除尘的电厂所关注的问题。在此情形下，先进的电源电控技术发挥了关键性的作用，其高频电源技术应运而生。与传统工频电源相比，高频电源虽是一字之差，但高频电源性能更加优异，它具有输出纹波小、平均电压电流高、体积小、重量轻、集成一体化结构、转换效率与功率因数高、采用三相平衡供电对电网影响小等多项显著优点，可以较大幅度地提高除尘效率，在节能减排方面效果更显著。它是传统可控硅工频电源的革命性的更新换代产品，实现了电除尘器供电电源技术水平质的飞跃。在多种电除尘用电源的应用实践后得出：采用高频电源后，除尘能耗降低50％－80％的同时，除尘效率可提高40％－70％。二、高频电源技术的基本工作原理、结构和功能
1、基本工作原理
高频电源是将三相交流电经整流和滤波后得到约530V左右的直流电压，经全桥逆变，形成20KHZ左右的交变电流，再经高频变压器升压整流后形成高频高压脉动直流送出。其原理框图如下：
电除尘器高频电源是利用高频开关技术而形成的逆变式电源，其供电电流是由一系列窄脉冲(脉冲宽度在5～20微秒)构成，可以提高烟尘的荷电效率,提高粉尘迁移速度,给电除尘器提供具有从接近纯直流到脉动幅度很大的各种电压波形，从而提高除尘效率。
高频电源控制方式灵活多样，可根据电除尘器运行工况选择最合适的电压波形，减少电除尘能耗，提高除尘效率；另外，高频电源还有体积小、重量轻、节省电缆用量，三相平衡供电等诸多优点。
2、结构及其功能
高频电源其结构主要由主机外壳、低压配电系统、全桥逆变器、高频高压变压器、控制电路、散热系统等组成。
低压配电一般在高频电源配电盘的电气箱内，除为高频电源供电外，还给集成在高频电源内部的风机、振打、加热诸单元供电。它具有在设备运行故障时的断电保护功能。
全桥逆变器的逆变电路由全桥串联谐振逆变器组成，将整流滤波电路产生530V左右的直流电逆变成20KHZ左右的高频交流电送高频高压变压器。其结构图如下：
控制电路包括电源电路、信号调理电路、DSP控制电路、驱动电路、二次电流电压采样电路。
电源电路、信号调理电路、DSP控制电路安装一般安装在控制柜正面门板内侧，并通过屏蔽盒对现场干扰信号进行屏蔽。
信号调理板分模拟量调理电路和开关量隔离电路两大部分。模拟量调理回路有一次电流、一次电压、二次电流、二次电压、油温等。
开关量部分隔离电路包括多路中间继电器输出控制（实现对主开关跳闸、充电断路器、主断路器、冷却风机的控制）和多路状态量信号采集及驱动板信号和故障信号。
驱动电路直接固定在IGBT上，驱动IGBT的导通和关断，二次电流电压采集安装于高压变压器顶部，直接与电流电压瓷柱连接。
大功率高频高压变压器采用油浸式设计，是高频电源的核心部件，其作用将逆变电路产生的高频交流电升压整流后形成高频高压脉动直流送电除尘器。
高频电源采用强迫风冷进行散热，由安装在高频电源底部的风机和分布在高频电源四周的风道配合进行散热，确保变压器和大功率开关元件的温度在正常工作范围之内。
三、高频电源在工程中的应用情况
1.国电铜陵电厂一期2×600MW扩建机组，配二套双室四电场电除尘器，除尘器有效流通面积为480m2，阳极板为480C型，一二三电场为阴极RSB芒刺线，第四电场为阴极螺旋线。
原除尘器电源配置为高压硅整流变压器，型号为：GGAJO2-1.6A/72KV，2011年6月全部改造成了高频电源。改造后能耗和除尘效率有了明显改善和提高。
改造前后运行参数和功耗如下：（锅炉负荷在600MW、节能模式状态下，硅整流变运行数据）
上位机显示总功率消耗为856kw，出口排放为105mg/N.m3。
改造为高频电源后，锅炉负荷同样在600MW、节能模式状态下，各电场运行数据如下：
上位机显示总功率消耗为320kw，出口排放为28mg/N.m3。
改造前后，总功率消耗降低了近536MW，排放效率提高了近73%，经济效益和社会效益获得了大幅度提高。
高频电源范文第5篇
[关键词]电除尘器 高频电源 应用
中图分类号：X701.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）48-0361-01
引言
随着国家排放标准的趋严，以及节能减排国策的施行，大气粉尘污染治理应用行业也出现了新的特点。提高除尘效率，降低能耗，成为发电企业当前的一个主要问题。电除尘器高频电源的应用，为此开辟了一条新的道路。
1.电除尘器的工作原理与组成
电除尘器是火力发电厂必备的配套设备，它的功能是将燃煤或燃油锅炉排放烟气中的颗粒烟尘加以清除，从而大幅度降低排入大气层中的烟尘量，这是治理环境污染，提高空气质量的重要环保设备。它的工作原理是：烟气通过电除尘器主体结构前的烟道时，使烟尘带正电荷，然后烟气进入设置多层阴极板的电除尘器通道。由于带正电荷烟尘与阴极电板的相互吸附作用，使烟气中的颗粒烟尘吸附在阴极上，定时打击阴极板，使具有一定厚度的烟尘在自重和振动的双重作用下跌落在电除尘器结构下方的灰斗中，从而达到清除烟气中烟尘的目的。火电厂一般机组功率较大，如60万千瓦机组，每小时燃煤量达180T左右，其烟尘量可想而知。因此对应的电除尘器结构也较为庞大。一般火电厂使用的电除尘器主体结构横截面尺寸约为[25～40]×[10～15]平方米，如果再加上6米的灰斗高度，以及粉尘运输空间高度，整个电除尘器高度均在35米以上。对于这样的庞大的钢结构主体，不仅需要考虑自主、烟尘荷载、风荷载、地震荷载作用下的静、动力分析，同时还须考虑结构的稳定性。电除尘器的主体结构是钢结构，全部由型钢焊接而成，外表面覆盖保温材料结构。为了设计制造和安装的方便，结构设计采用分层形式，每片由框架式的若干根主梁组成，片与片之间由大梁连接。为了安装蒙皮和保温层需要，主梁之间加焊次梁。对于如此庞大结构，如果均按实物连接，其工作量与单元数将十分庞大。按工程实际设计要求和电除尘器主体结构设计，主要考察结构强度、结构稳定性及悬挂阴极板主梁的最大位移量。对于局部区域主要考察阴极板与主梁连接处在长期承受周期性打击下的疲劳损伤；阴极板上烟尘脱落的最佳频率选择；风载作用下结构表面蒙皮与主、次梁连接以及它们之间刚度的最佳选择等。
2.影响电除尘器效率的因素
2.1燃煤电厂烟气及粉尘的性质，烟气性质主要取决于燃烧成分，与锅炉燃烧方式，制粉系统形式及其运行操作条件有关；粉尘性质主要取决电阻，粉尘浓度，粒径分布及形状密度，摩擦角，黏附力等。
2.2电除尘器的结构特点。如电场长度及电场串联数，电极结构形式，电场集尘面积，极间距离，供电方式，振打方式，电气控制特性，气流分布情况及辅助设施的可靠程度等。
2.3操作因素，如锅炉有关运行参数，飞灰可燃物，电场的漏风，振打，粉尘的二次飞扬等，运行中电场电晕功率越大除尘的效率越高，所以要选择合适的火花频率。一电场火花率为120次/min，二，三，四电场可以逐渐下调，四电场火花率可以在10-20次/min或更低。电晕电流逐渐上升，从第一电场至末极电场，电流能够接近到额定电流，但第一电场一般至少达到额定电流值的35%-40%。电压高低则要视烟气及粉尘情况而定，但末极电压一般最低，因效率高的电除尘器其末极电场的伏安特性已接近热态下的空载伏安特性。例如当末极电场闪络频繁，电流较小而前几极电场都运行正常时，可以从以下几方面找原因：
（1）电极上积灰是否严重，后极电场粉尘粒径细，黏附力强，积灰现象普遍比前极电场严重，还要检查振打装置，是否正常工作。
（2）是否存在漏电现象，检查灰斗是否堵塞，绝缘部件是否结露，污染。
（3）供电装置是否存在“假闪”现象，假闪现象可能由本机灵敏度高引起的，也可能因抗干扰能力差，如接地，屏蔽没做好等。
3.高频电源的优势
3.1基于高频开关技术的高频电源是一个与线路频率无关的可变脉动电源，频率为25～50KHz，输出为纯直流。它给电除尘器提供了接近纯直流到脉动幅度很大的各种电压波形，针对各种特定的工况，可以提供最合适的电压波形，从而提高除尘效率。与工频50/60Hz高压电源相比，高频电源纯直流供电时的输出电压纹波通常小于5%，远小于工频电源35%～45%的纹波百分比，其闪络电压高，运行平均电压可达工频电源的1.3倍，运行电流可达工频电源的2倍，在同样的电场里，能够输入更多的功率，从而能够有效的提高收尘效率。高频电源间歇供电时可有效抑制反电晕现象，实现保效节能，特别适用于高比电阻粉尘工况。
3.2高频电源采用单片机为核心的微机控制器。火花检测与控制采用全新硬件检测，对各种火花检测特别可靠，对微弱火花也捕捉无遗。闪络电流无冲击波，电场电压恢复极快，损失极小。具有纯直流供电与间歇供电两种方式，纯直流供电采用调频方式调压，间歇供电Pon及Poff均可调节，针对各种特定的运行工况，可以提供各种合适的电压波形，特别适用于前电场及高比电阻粉尘，能有效抑制反电晕现象的发生。高频电源安装于第一电场能解决前电场电晕封闭最有效的手段，由于“空间电荷效应”的原因，第一电场电流通常很小，提高电流十分困难。为了提高电流，工频电源常常采用强行供电和高火花工作方式，但是仍然效果不佳。采用高频电源可以轻松地将电流提高一倍。增大荷电强度，减轻后电场的负荷，这种电源应用方案已在工业应用实践中得到验证。针对电除尘器负载变化的特殊性，高频电源充分展现了控制性能灵敏、电压恢复快、保护功能完善等优点。
3.3高频电源体积小、重量轻，只有常规工频电源的几分之一，占地空间小，便于安装。采用三相电源平衡输入，对电网无污染，无缺相损耗，属于绿色电源。效率与功率因数高，效率通常大于93%，功率因数通常也大于93%，比工频电源节能20%以上。高频电源安装在除尘器顶部，设备集成一体化，电缆用量明显减少，同时，不占用控制室空间，还可以节省土建施工成本。
3.4高频电源具有高低压一体化控制功能，包括振打控制和断电振打控制，高频电源还具有反电晕检测控制，采用大屏幕LCD中文显示控制终端作为人机接口，240×128点阵带背光，图形菜单操作，人机交流简洁明了。使用通讯协议与上位机接口，能够接受计算机的各种命令，并将高频电源的各种参数、故障状态、运行工况实时传送至计算机，实现远程软启动、软停机功能。
4.结语
目前电除尘器高频电源自主技术日渐完善，已广泛应用于火力发电的烟气粉尘治理。高频电源的广泛应用实现了电除尘器配套电源技术水平的飞跃，极大拓展了电除尘器的适用范围，同时，高频电源的应用，使很多已建成投产的电除尘器在较小的资金投入下，获得很高的除尘效率，降低排入，对环保节能减排有积极的作用。
参考文献
[1] 赵会良，罗承沐等.电除尘中的高压供电技术.高电压技术，1996（1）.
[2] 胡志光.电除尘器运行及维护[M].北京：中国电力出版社，2006.
高频电源范文第6篇
【关键词】通信电源 接地系统 开关电源 直流模块
通信电源是整个通信网络中尤为重要的一个组成部分，被称为通信设备的“心脏”，一旦通信电源发生故障或中断，将直接影响到通信的传输质量或将造成大面积通信中断，所以电源的安全可靠与否将直接影响通信的传输效果。近年来，智能高频开关电源广泛应用在各通信局（站）的通信机械室中，供各通信设备电源之用。作为通信电源系统的主导电源。
1 通信电源系统的构成
通信电源系统由交流供电系统、直流供电系统、接地系统组成。
1.1 交流供电系统
交流电源是由市电电源（主用交流电源）、油机发电机电源（备用交流电源）、UPS备用交流电源组成。
1.2 直流供电系统
通信电源的直流供电系统由整流器、直流配电屏、蓄电池组、DC/DC变换器和设备电源架、列头柜和相关的配电线路等组成。当市电电源中断时，蓄电池单独给通信设备供电，是直流供电系统供电不中断的基础条件。由于蓄电池组通常处于充足电状态，所以当市电短时中断时，可以由蓄电池对设备保持不间断供电，当蓄电池放电电压降到一定程度时，应该启用备用油机发电机组替代市电作为电源系统的备用输入交流电源。此时蓄电池又进入充电状态（可能是均充电）。根据信息产业部颁布的《通信局（站）电源系统总技术要求》的规定，-48v和-24v为直流供电的基础电源，其中-48v为首选直流基础电源。特殊情况需要用-24v、-12v、-6v等电源时，一般用DC/DC变换器将-48v转换为-24v、-12v等其他电源。
1.3 接地系统
（1）为保证通信系统的安全和信息数据的可靠传输，同时为了抑制电磁干扰，提高信息系统的电磁兼容，通信电源系统应可靠接地。包括交流零线复接地、机架保护接地、防雷接地、直流工作接地、机壳屏蔽接地。（2）通信电源的接地也接合地线的接地方式。联合地线的接地方式是将接地装置用粗铜缆引入通信机房的联合接地汇流排。防雷接地、直流工作接地和保护接地分别用铜芯电缆连接到联合接地汇流排上。交流零线复接地也可以接合接地汇流排入地，但对于谐波严重的供电系统，或三相严重不平衡的系统，交流复接地最好单独埋设接地体，或从直流工作接地线以外的地方接入地网，以减小交流对直流的影响。
2 现有通信机械室设备对电源系统提出了更高的要求
2.1 供电安全可靠不间断
通信电源系统的安全可靠不间断是保障通信各类数据传输能够正常运行的先决条件。为了确保安全可靠不间断供电，由交流电源供电的通信设备都应当采用具备一定后备时间的UPS交流不间断电源；由直流电源供电的通信设备则应当采用交流停电后蓄电池组能够正常放电给通信设备的供电方式。为了提高直流供电系统的供电可靠性，采用多整流模块冗余备份互为备用的工作方式。
2.2 输出电压波动小，不影响通信设备正常运行
各种通信设备都要求输入电压稳定，不能超出设备允许电压波动范围。电压过高会损坏通信设备中的电路板，电压过低易导致通信设备不能正常运行。对于直流供电电源来说，波动小还包括电源中的A/D转换脉动要尽量平滑，不允许有电压突变，否则会严重影响通信设备的正常工作。对于交流供电电源来说，波动小还包括电源频率的稳定和良好的正弦波形，防止波形畸变和频率的变化影响通信设备正常工作。
2.3 供电经济性
通信电源的经济性是指电源系统在满足供电可靠性和供电质量的前提下，基建投资尽可能少，年运行费用尽可能低。随着现有机房通信设备的逐渐增加，电源系统的负荷也在不断加大，为了节省电能，提出了采用效率高的电源设备，以尽可能地节约能量，提高能源的利用率和经济效益。
2.4 供电小型智能化
目前普遍采用的智能高频开关电源设备，由于技术先进、体积小、重量轻、扩容方便，已经在大准铁路通信机械室得到普遍应用。
3 通信用智能高频开关电源的组成
通信用智能高频开关电源，由交流配电单元、直流配电单元、监控单元和整流单元等组成的直流供电电源系统，它和其他电源技术的不同点关键技术在于其中的高频开关整流器，在电源结构模块化的今天，称为高频开关整流模块。主要由主电路、控制电路、检测电路、辅助电源等组成。
3.1 主电路
是市电输入到直流输出的全过程，是高频开关整流模块的核心部分，包括：市电输入滤波电路、整流滤波、功率因数校正、逆变、输出整流滤波。
3.2 控制电路
（1）经输出端取样，与原定标准进行比较，根据比较结果去控制逆变电路，改变其频率和脉宽，达到输出稳定的目的。（2）保护电路对测试电路提供的数据进行鉴别，鉴别结果反馈给控制电路进行整机各种保护措施。
3.3 检测电路
提供各种面板显示数据供维护人员记录观察维护。
3.4 辅助电源
给高频开关整流模块内部提供所有电路板工作所需的各种不同值不同类电源。
4 开关电源系统简述
目前通信用高频开关整流模块，由交流配电、直流配电、整流单元和监控单元组成智能化的高频开关电源系统。它包括若干整流模块、交流配电单元、直流配电单元和监控模块。
交流配电单元是将输入的交流市电分配给多个整流模块（一般用单相市电居多）。交流输入采用三相五线制，即a、b、c三根相线和一根零线N、一根地线E。首先要接MOA避雷器，保护后面的电气设备免遭雷电压的冲击，再接三个空气开关，最后接入整流模块的输入。
整流模块的功能是将交流市电转变成符合我们通信设备要求的直流电。符合通信设备要求即：输出稳定的的直流电压、直流电压所含交流小、直流输出电压可以调节，能满足蓄电池充电电压的要求。同时，若干整流模块可以相互协调，能合理分配负载电流（即要有均流功能），当其中一个或多个整流模块出现输出高电压时该模块能正常退出而不影响其它模块的工作（即选择性过电压停机功能）等。
一个开关电源系统根据情况配有一组或两组蓄电池，在整流模块输出后，属于直流配电单元。除了串有相应的保护熔丝以外，还串有接触器的常开触点K，称之为蓄电池组的低压脱离（LVD）装置。当电压输出在设定范围内时，触点K是常闭触点，蓄电池组并入开关电源处于充电工作状态；当交流停电整流模块停止工作时，蓄电池组单独对负载放电，随着放电时间的延长，电池的输出电压会越来越低，当电池电压达到一个事先设定的保护电压值时，为了保护电池组不至于过放电而损坏，常闭触点K释放打开，从而断开了电池组与开关电源的连接，此时系统供电中断（事实上如此低的输出电压对其后的通信负载设备也会造成不良的影响）。这种情况将造成重大的通信事故，所以我们应加强日常维护工作，避免蓄电池组长时间放电。
直流配电单元（即DC/DC模块）是将蓄电池组接入开关电源与整流模块的输出并联，再将48v直流电分成多支路分配给各种容量的直流通信负载。为达到可靠性，每个支路均为两个独立的DC/DC模块并联，同时为满足用户各支路做成可插拔式，方便灵活配置。监控单元起着监督控制各个模块的工作情况，调整控制各模块正常工作的作用。拔出监控模块不影响系统的输出，只中断系统的监控作用。监控单元主电路以CPU为核心，采用EPRAM、RAM、EEPRAM等存储各种数据。为实现多设备的连接，设有RS232串口。可实现远程监控，具有I/O接口电路，以连接计算机、LCD模块和输出告警的接点。监控单元软件设计采用面向对象的编程方法。监控单元主要实现对开关电源系统的信息查询、参数设置、系统控制、告警处理、电池管理和后台通信等功能。
监控模块可监控对象有交流配电、整理模块、蓄电池组、直流配电、自诊断和通信等功能。
（1）交流配电监控可监测交流市电输入电压值是否过高、过低，有无缺相、停电、频率大小，电流高低以及MOA避雷器是否保护损坏等情况。当出现上述情况时，蜂鸣器发出声光告警，并存储记录发生故障的详细情况，以备值班人员查询并且处理。（2）整流模块监控可监测各整流模块的输出直流电压、电流及总输出电压、电流，各模块工作状态、故障与否、浮充或均充状态以及限流与否。并存储相关记录事件的详细情况。蓄电池组日常充电一般有两种电压：浮充电压和均充电压，一般以浮充为主，当浮充较长时间后或蓄电池组放电后转入更高电压的均充状态。整流模块一般工作在稳压状态，因为蓄电池组也是一种负载，当蓄电池深度放电完成交流恢复供电时导致负载电流太大时，整流模块会自动进入“稳流状态”，直到蓄电池组充电到一定程度，负载电流减小到正常范围以内后重新进入正常的稳压状态。这种“稳流状态”使得整流模块的输出电流一直稳定在事先设定的一个参考极限值，不随负载的增大而增大，我们称之为限流。（3）蓄电池组监控可监测蓄电池组总电压、充电电流、放电电流，记录放电时间以及放电容量、电池温度等。可调整蓄电池组LVD脱离保护电压值和恢复电压值、蓄电池组均充周期、均充时间和蓄电池组温度补偿等。蓄电池组周期均充指根据蓄电池厂家的建议，一般在“一定时间”浮充之后，要进行数小时的均充，这个“一定时间”即均充的周期。蓄电池温度补偿是指蓄电池充电的最佳电压会随着温度的变化而改变，监控单元能根据温度的变化控制整流模块动态地调整输出电压以满足电池最佳充电电压的要求。（4）直流配电单元监控可监测开关电源系统总输出直流电压、总输出直流电流、各DC/DC模块支路电压、电流以及各支路通断情况。（5）自诊断可监测监控单元本身各部件和功能单元工作情况。（6）通信电源可检测与远端计算机连接的通信参数（包括通信速率、通信端口地址），负责与远端计算机的实时通信。
5 开关电源系统的故障处理与维护
目前的高频开关电源系统具有一定的智能化，不但体现在具有智能接口能与计算机相连实现集中监控，而且当系统发生故障时，系统监控单元能显示故障事件发生的具体部位、时间等等。所以，维护人员利用监控单元的这些信息能初步判断故障的性质。但由于目前高频开关电源系统智能化成都东还远远没有达到真正能代替人的所谓“人工智能”的程度，很多实际故障发生后的判断处理任然需要有经验丰富的维护人员根据故障现象，进行判断，作出正确检查、得到及时处理。
当发生故障时，系统检查维修的基本步骤如下：
（1）首先检查系统有无声光告警指示。由于开关电源系统各模块均有相应的告警提示，如整流模块故障后其红色告警指示灯亮，同时系统蜂鸣器发出声告警。（2）再看具体故障现象或告警信息提示。例如观察具体故障现象与监控单元告警单元提示是否一致，有无历史告警信息等，有时可能会出现无告警但系统功能不正常的现象。（3）根据故障现象或告警信息，对本开关电源作出正确的分析及形成处理故障的检修方法，即可完成故障检修。
开关电源的故障可分为正常告警类故障、非正常告警类故障、功能丧失类不告警故障、性能不良不告警故障，根据系统的实际情况，加以处理判断。正常告警类故障：这一类故障发生时，系统配电模块、整流模块会有相应的故障指示，查看监控单元有相应的告警信息，各监控单元提示的故障信息与实际情况一致。非正常告警类故障：这一类故障发生时，虽然系统有故障灯亮、告警声响等现象，但情况与监控单元告警信息不一致或监控单元无相应告警信息。功能丧失类不告警故障：这一类故障发生时，系统的功能发生异常或丧失，但系统没有任何告警提示。性能不良不告警故障：这一类故障发生时，系统检测的参数不符合系统性能指标，发生检测不准或参数不对等情况。
在实际检修过程中，可根据故障现象归入上述一种或多种情况。
6 应急处理
为了维护系统的直流不间断供电，需要对威胁直流供电的故障采取一些应急措施。电源系统可能出现的造成直流输出中断的故障包括：交流配电电路不可恢复性损坏；直流负载或直流配电发生短路；监控模块损坏造成关机；直流输出过压造成模块封锁等。
6.1 交流配电应急处理
当交流配电故障，引起模块交流供电中断时，可将市电直接引入整流模块输入开关。
6.2 直流配电应急处理
（1）负载局部短路：将损坏负载对应支路模块拔出。（2）配电短路：故障发生后一般按以下步骤进行处理：切断交流供电；将电池强制从系统中分离；利用电池或整流器直接给负载供电。（3）电池保护接触器不正常断开，导致无直流输出。将电池保护“自动/手动”开关置于“手动”位置，电池保护“接通/断开”开关置于“接通”位置，电池保护接触器应合上；如果无效，拔掉电池保护接触器的右侧线圈端子。
6.3 监控模块故障应急处理
监控模块故障影响直流供电安全时，只需拔出监控模块即可。
6.4 整理模块故障应急处理
（1）整流模块内部短路：整流模块内部短路时该整流模块自动退出系统。（2）部分整理模块损坏：部分整流模块损坏后，如果剩余的完好模块能满足负载供电要求，则只需拔出损坏整流模块即可。（3）整流模块输出过压：当负载电流低于单个整流模块容量时，某一个整流模块输出过压将造成系统过压，致使所有整流模块过压保护，过压保护系统不能自动恢复正常。处理方法：拔出所有整理模块，然后逐一插入整理模块。当接通某一模块的交流输入开关时，系统再次出现过压保护时，拔出该整理模块即可。然后接通其它整流模块，系统将正常工作。需要注意的是：关掉故障模块后，需根据正常工作的模块数量重新设置模块数量及相应的模块地址。
6.5 停电应急处理
交流停电是电源系统运行中最常见的情况，当停电时间不长时，设备供电由蓄电池组承担，当停电时间较长，在蓄电池放电到一定程度时可启动油机发电机组引入交流配电单元的空开（发电期间切记关掉开关，谨防反送电）。建议油机发电机启动至少5min后，在切换给电源系统供电，以减小油机启动过度过程可能对电源设备造成的负面影响。
参考文献：
[1] 张雷霆.通信电源[M].北京：人民邮电出版社，2005（2）.
[2] 刘宝贵，张旭.通信电源设备使用维护手册[M].北京：人民邮电出版社，2008（6）.
高频电源范文第7篇
【关键词】高频脉冲电源;时基振荡电路;短路
数控线切割机床采用电极丝（钼丝、钨钼丝等）作为工具电极，在脉冲电源的作用下，工具电极和加工工件之间形成火花放电，火花通道瞬间产生大量的热，使工件表面熔化甚至汽化，再经过数控系统控制轴运动来进行加工工件的设备。
在线切割机床常见故障中与高频脉冲电源部分相关的故障出现较多且较难维修。本文结合生产实践针对数控线切割机床高频脉冲电源常出现的故障的诊断与排除进行了分析和论述。
1.高频脉冲电源的功能及特点
数控线切割机床由工作台、走丝机构、供液系统、脉冲电源、数控系统等组成。脉冲电源是产生脉冲电流的能源装置。线切割脉冲电源是影响线切割加工工艺指标最关键的设备之一。为了满足切割加工条件和工艺指标，对脉冲电源的要求为：较大的峰值电流，脉冲宽度要窄，要有较高的脉冲频率，线电极的损耗要小，参数设定方便。
2.数控线切割机床与高频脉冲电源相关的故障
高频部分故障可以根据故障现象总结为四种类型，分别为：无高频;高频处于短路状态;丝筒换向时高频不断;高频电流过大钼丝烧丝。下面就针对这四种情况分别进行分析。
2.1 无高频输出
该故障现象的诊断应该按照从机床到内部电路的顺序逐步排查。首先检查电压表显示有无电压产生，如果有电压却没有电流，则考虑放电回路断路，如电极线接触不良，保险管熔断等。如果显示没有电压，则首先应检查电源电压是否正常，如正常，可考虑断高频控制电路未接通或是高频电源板故障。具体诊断方法如下：
断高频控制线路未接通可能是中间继电器线圈故障，或继电器的常开触点接触不良，即接线端子之间开路。此故障可以通过在丝筒运转时按下高频电源箱上的高频按钮，如果钼丝与工件之间有火花产生，则为断高频控制线故障，否则为高频电源控制板故障。
如果诊断为高频电源控制板故障，则需要进一步维修该电路板，维修高频电源控制板首先需要了解该电路板的工作原理：
高频电源由脉宽调节电路、间隔调节电路、时基振荡电路、断高频控制电路、功放推动级、功率放大电路、直流电源等部分组成（如图1所示）。
其中时基振荡电路由555及周围电路组成，产生高频脉冲方波，晶体振荡电路是高频电源的核心部分;断高频控制电路控制信号的输出;功放板采用IRF630作为功率输出管，把信号放大后加到钼丝上，从而可以进行产品加工。
图1 高频脉冲电源框图
所以在排除故障还没有高频情况下，首先要检查时基振荡电路是否有脉冲方波发生，具体方法是通电情况下查看振荡板中的发光二极管是否点亮。
如果二极管亮，应检查整理电源电路中的滤波电容两端电压是否有正常的+100V。如不正常，这时检查变压器交流电压供电是否正常。
如果发光二极管不亮，则按下测试开关，按下后还是不亮，说明振荡电路板有故障，检查12V直流电源电路中的三端稳压器是否有12V电源输出。
如没有，检查电源部分故障，如有，可以用示波器检查555振荡电路和功放推动级电路的输出是否有高频脉冲信号，哪一级没有就检查哪一级电路，然后更换相应的故障元件来修复电路板。
2.2 高频处于短路状态
此故障的排除方法与无高频故障相似，不再重复阐述。只不过此故障在开始加工时会出现加工回退现象，一般是由于钼丝与工件之间短路造成的。
2.3 丝筒换向时高频不断
这个故障首先要检查储丝筒换向断高频继电器的开关，让储丝筒运行，看换向断高频继电器是否吸合，换向时是否断开，若不动作，则是机床控制换向断高频线路有故障，应检查换向断高频机床线路，从而排除故障;如果由于换向开关故障使断高频继电器线圈换向时未断电，也会造成该故障现象，有时会因为接线端子短路造成。
2.4 高频电流大钼丝烧丝。
此故障要首先检查功率推动级电路中的集成电路4096是否被烧坏出现短路，4096损坏则需要更换，如果正常则检查高频功放部分电路板，用万用表电阻挡逐个对比检查功放管，找到击穿的功放管进行更换。若暂时无功放管，则关掉该功放管开关，仍可使用，因为多个功放管是并联的，不影响电路正常工作，只是少一个管在加工厚工件时会因为放电电流减小而影响加工速度。
3.结论
高频电源范文第8篇
关键字：高频开关电源； 发展
对于大型电解电镀电源,传统的电路非常庞大而笨重,如果采用高频开关电源技术,其体积和重量都会大幅度下降,而且可极大提高电源利用效率、节省材料、降低成本。在电动汽车和变频传动中，通过开关电源改变用电频率,从而达到近于理想的负载匹配和驱动控制。高频开关电源技术,更是各种大功率开关电源(逆变焊机、通讯电源、高频加热电源、激光器电源、电力操作电源等)的核心技术。
由于科学技术的不断发展，现代电源技术将在实际需要的推动下快速发展。其主要有以下4种发展方向：
1 高频化
理论分析和实践经验表明,电气产品的变压器、电感和电容的体积重量与供电频率的平方根成反比。所以当我们把频率从工频50Hz提高到20kHz,提高400倍的话,用电设备的体积重量大体下降至工频设计的5~l0%。无论是逆变式整流焊机,还是通讯电源用的开关式整流器,都是基于这一原理。同样,传统"整流行业"的电镀、电解、电加工、充电、浮充电等各种直流电源也可以根据这一原理进行改造,成为"开关变换类电源",其主要材料可以节约90%或更高,还可节电30%或更多。由于功率电子器件工作频率上限的逐步提高,促使许多原来采用电子管的传统高频设备固态化,带来显著节能、节水、节约材料的经济效益,更可体现技术含量的价值。
2 模块化
模块化有两方面的含义,其一是指功率器件的模块化,其二是指电源单元的模块化。我们常见的器件模块,含有一单元、两单元、六单元直至七单元,包括开关器件和与之反并联的续流二极管,实质上都属于"标准"功率模块(SPM)。近年,有些公司把开关器件的驱动保护电路也装到功率模块中去,构成了"智能化"功率模块(IPM),不但缩小了整机的体积,更方便了整机的设计制造。实际上,由于频率的不断提高,致使引线寄生电感、寄生电容的影响愈加严重,对器件造成更大的电应力(表现为过电压、过电流毛刺)。为了提高系统的可靠性,有些制造商开发了"用户专用"功率模块(ASPM),它把一台整机的几乎所有硬件都以芯片的形式安装到一个模块中,这样的模块经过严格、合理的热、电、 机械方面的设计,达到优化完美的境地。由此可见,模块化的目的不仅在于使用方便,缩小整机体积,更重要的是取消传统连线,把寄生参数降到最小,从而把器件承受的电应力降至最低,提高系统的可靠性。
3 数字化
在传统功率电子技术中,控制部分是按模拟信号来设计和工作的。在六、七十年代,电力电子技术完全是建立在模拟电路基础上的。但是,现在数字式信号、数字电路显得越来越重要,数字信号处理技术日趋完善成熟,显示出越来越多的优点:便于计算机处理控制、避免模拟信号的畸变失真、减小杂散信号的干扰(提高抗干扰能力)、便于软件包调试和遥感遥测遥调,也便于自诊断、容错等技术的植入。所以,在八、九十年代,对于各类电路和系统的设计来说,模拟技术还是有用的,特别是:诸如印制版的布图、电磁兼容(EMC) 问题以及功率因数修正(PFC)等问题的解决,离不开模拟技术的知识,但是对于智能化的开关电源,需要用计算机控制时,数字化技术就离不开了。
4 绿色化
电源系统的绿色化有两层含义:首先是显著节电,这意味着发电容量的节约,而发电是造成环境污染的重要原因,所以节电就可以减少对环境的污染;其次这些电源不能(或少)对电网产生污染,国际电工委员会(IEC)对此制定了一系列标准,如IEC555、IEC917、IECl000等。事实上,许多功率电子节电设备,往往会变成对电网的污染源:向电网注入严重的高次谐波电流,使总功率因数下降,使电网电压耦合许多毛刺尖峰,甚至出现缺角和畸变。20世纪末,各种有源滤波器和有源补偿器的方案诞生,有了多种修正功率因数的方法。这些为2l世纪批量生产各种绿色开关电源产品奠定了基础。
总而言之,开关电源高频化、模块化、数字化、绿色化等的实现,将标志着开关电源技术的成熟,实现高效率用电和高品质用电相结合。这几年,随着通信行业的发展,以开关电源技术为核心的通信用开关电源,吸引了国内外一大批科技人员对其进行开发研究。开关电源代替线性电源和相控电源是大势所趋,因此,同样具有几十亿产值需求的电力操作电源系统的国内市场正在启动,并将很快发展起来。还有其它许多以开关电源技术为核心的专用电源、工业电源正在等待着人们去开发。
参考文献：
[1]刘胜利,高频开关电源实用新技术[M].
[2]王家庆,智能型高频开关电源系统的原理使用与维护 [M].
高频电源范文第9篇
关键词：直流系统 充电 蓄电池组
中图分类号：G6 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）12（a）-00-02
微机自控高频开关电源直流系统由高频开关电源（包括充电模块、监控模块）、直流馈电单元（包括配电监控、绝缘监测）、阀控蓄电池组（包括蓄电池检测仪）等组成。目前，变电站多采用GZDW系列设备。
1 设备概述
高频开关电源的特点是体积小、重量轻、效率高、输出纹波极低、动态响应快、控制精度高、模块可叠加输出。模块化的充电设备采用N+1备份方式，模块间自动无主均流，系统电流由N+1个模块平均分配。充电机中任何一个模块故障，系统发出故障信号，不影响系统的运行状态与运行方式。由于采用微机自控，显示出较高智能化。模块具有平滑调节输出电源和电流的功能，通过扩展通讯口，接入智能电池检测仪和绝缘监测等装置。随着系统综合自动化程度提高，该电源系统遥测、遥信量已都接入集控端，实现远程监控。
为了提高可靠性，大部分变电站都采用双充双蓄形式，对蓄电池自动管理及保护，实时自动监测蓄电池的端电压、充电放电电流，并对蓄电池的均浮充电进行智能控制。如果电池过、欠压或充电过流，都会实现声光告警。
2 工作原理
（1）电压模块采用三相三线制380V AC输入，具有软启动功能。在交流输入端，采用先进的尖峰抑制器件及EMI滤波电路，由全桥整流电路将三相交流电整流为直流电，再经无源PFC调整后大大提高了功率因数。由DC/DC高频变换电路把所得的直流电压变成稳定可控的直流输出。脉宽调制电路PWM及软开关谐振回路，根据电网和负载的变化，自动调节高频开关的脉冲度和移相角，使输出电压电流在任何允许的情况下都能保持稳定[1]。微机直流系统绝缘监测用两个变化的分压器取出正对地电压和负对地电压，送A/D转换器，经CPU处理，数字显示电压值和母线对地绝缘电阻值，监测无死区，当电压过高、过低或电阻过低时发出相应报警信号。
（2）直流馈电单元配置1～6路合闸回路和1～8路控制回路，分别连到合闸和控制母线上。输出空气开关联带告警开关接点，与空气开关联动，空气开关发生跳闸动作，同时发出开关状态变化告警信号。采用电压采样板测量电池组、控制母排和合闸母排的高压直流电压。电压采样板将高压变化为隔离的低压信号，并且保证在其测量范围内的良好线性度[2]。在合闸母线和控制母线之间串接降压硅链单元，合闸母线通过降压硅链与控制模块组成控制母线供电。降压硅链由多只大功率硅整流二极管串接而成，利用PN结基本恒定的正向压降来产生调整电压，通过改变串入线路的PN结数量来获得一定的压降，达到电压调节的目的。
3 运行与维护
3.1 微机自控高频开关电源直流系统
运行注意事项如下：
3.1.1 微机自控高频开关电源投入运行，装置配电监控CPU由测量功能进行模拟量及状态量的采集，通信功能接受监控模块的命令，将测量数据及处理结果送给监控模块。比较采集值与系统设置限值驱动故障灯和蜂鸣器进行报警。
3.1.2 微机型直流系统绝缘监测装置，在线监测直流系统两段母线的绝缘状况和支路开关状况[3]。正常时，监测母线、母线对地电压及正负母线对地电阻，自动巡检各支路及接地电阻。显示接地支路号、接地极性、支路接地电阻和接地日期时间。
3.1.3 蓄电池巡检装置在线监测每节蓄电池的端电压及特征点温度。
3.1.4 阀控蓄电池组在正常运行中以浮充电方式运行，若设定浮充计时720 h，即三个月系统自动对蓄电池组进行均衡充电。
3.2 微机自控高频开关电源直流系统应进行普通巡视检查和定期量化巡视检查维护。
3.2.1 检查交流输入状态、直流输出和充电模块、监控模块等部件，以及查阅监控模块的告警信息，包括当前告警信息和历史告警信息。
3.2.2 屏前屏内设备进行清洁维护，防止尘埃腐蚀元件和影响散热效率。
3.2.3 蓄电池组单体电池每月应测量各个电池电压，检查各连接头是否接触良好，有无漏液锈蚀现象。
3.2.4 新安装或大修后的阀控蓄电池组，应进行全核对性放电试验，以后每隔2～3年进行一次核对性试验，运行6年以后每年作一次核对性放电试验。
4 直流系统故障分析
4.1 故障经过
2011年1月2日13时57分，后台监控机弹出“公用测控（6N）_#2蓄电池组单体电压＼温度告警”信息，复归后弹出“公用测控（6N）_#2蓄电池组装置异常”信息。
4.2 故障后的检查
故障发生后，我们迅速组织人员对直流系统进行检查。
4.2.1 后台监控机检查情况
检查#2蓄电池组参数（见表1），符合要求。
4.2.2 现场检查情况
检查蓄电池巡检装置告警记录时发现有“#29蓄电池电压异常”信息。经过现场测试，#29蓄电池电压为2.234 V，符合浮充电压要求。其他蓄电池电压也符合要求（见表2）。
注：“交流2”表示交流电源从第二路交流空开输入，其后面三项依次为UAB、UBC、UCA电压值。“充电机”表示充电机输出的电压和电流。“动力母线”表示动力母线电压。“控制母线”表示控制母线电压，其后面第一项是其电压值，第二项是负母对地电压值。“接地电阻”表示正、负母线对地电阻值。“电池组”表示电池组的电压和电流。
由于故障出现后又在短时间内消失，后台监控机和现场检查都正常，初步判断为保护误发信或接线松动。2 h后，后台监控机又再弹出“公用测控（6N）_#2蓄电池组单体电压＼温度告警”和“公用测控（6N）_#2蓄电池组装置异常”信息。从而基本确定故障为接线松动。根据巡检装置告警记录“#29蓄电池电压异常”信息，在得到调度以及上级部门领导同意的情况下，暂时退出第二组充电机系统并转检修状态。拆除#29蓄电池与#27、#28蓄电池的连接线并重新连接。投入运行后至今正常。
5 结语
直流系统为操作电源、信号电源、继电保护、自动装置、事故照明电源以及通信系统提供专门的直流电源。在全站停电及母线短路的情况下，能保证迅速切除故障，确保安全运行。因此，变电站的运行人员应对之给予重视，保证直流系统的安全、可靠的运行。
参考文献
[1] 李均甫.浅谈变电站直流系统运行维护的几个问题[J].继电器，2004，32（17）：75-77.
[2] GZDW智能高频开关电力操作电源系统技术手册.[Z].2002―08―16.
高频电源范文第10篇
【关键词】输油管道;高频电源;恒温控制
Abstract：Due to the present electric heating heat treatment equipment is generally used to low temperature control precision，the shortcomings of low efficiency of heating，we design a suitable for heating for oil pipeline of high frequency power supply，solve the traditional electric heating temperature control precision is low，the problem of energy waste.This project using DSP as the cybernetics core and adopting fuzzy-PID control strategy，enhance the adaption for the parameter change and external interference; effectively improve the temperature control precision.We analyze the structure and the control strategy of the system and designed the control circuit and the control strategy.On the system performance is verified through the experiment，the surface of the experimental results，the system improves the precision of pipelines temperature control，improve the efficiency of heating can meet the requirement of industrial production，and can be used for the reconstruction of the existing oil pipelines heating system.
Keyword：The pipeline;medium-frequency power supply;constant temperature control
1.引言
稠油在我国大部分油田中占有相当大的比重，稠油主要特点是流动性差，但是对温度敏感，当原油加热到一定程度，流动性将大幅提高。对石油输油管路的加热可以有效提高石油的流动性。
石油输油管高频加热电源，以DSP为控制核心，采用以温度环为外环、以电压环、电流环和阻抗环为内环的恒温控制方案，集控制、触发、显示、上位机通信于一体，可实现对石油输油管道的恒温度控制。
2.加热电源的结构
该加热电源采用高频感应加热的主电路及控制电路如图1所示。三相交流电经过全控整流桥整流，再经过电感、电容滤波变成稳定的直流，单相可控逆变器通过IGBT，将直流逆变成高频电源[1]。负载是由补偿电容和感应线圈组成的并联谐振电路。控制电路包括：三相频率跟踪控制电路、温度监测控制电路、整流触发脉冲控制电路及功放电路、高频频电压反馈电路、高频频率采样电路、逆变触发脉冲隔离及功放电路、模拟量采样电路、键盘的输入及模拟量数字显示电路等。同时控制电路中还包括三相过流保护、三相电源断相保护、高频电压过压保护及控制板电源欠压等保护电路。一旦系统发生故障，即可使系统进入逆变保护状态，然后可靠地停机。为了保护晶闸管安全运行，每个晶闸管还加了阻容吸收电路来减小器件的开关损耗[2]。
2.1 整流触发
图1 高频感应加热的主电路及控制电路框图
整流触发电路由三相电压同步、数字触发脉冲控制电路和整流驱动电路等组成。三相整流的同步信号由共阳极晶闸管的阴极引线从主电路三相进线上取得，并送入DSP的ADC模块，经转换后得到同步电压。在每个数据采样程序里判断电压是否过零（包括由正到负电压和由负到正电压的过零），如果过零，则记下该时刻通用定。
时器的计数值，并在此后的时间里实时的根据触发角α的变化比较定时器计数值，如果相等则发出相应晶闸管触发脉冲信号，实现双窄脉冲触发。DSP输出的窄脉冲经过放大，驱动脉冲变压器输出触发脉冲，通过改变整流控制角来改变整流器输出电压。
2.2 逆变控制
以全控型器件作为开关的逆变器的控制通常采用他激转自激的控制策略，即在开机或是负载电压低于阈值时采用开环定频控制，工作在它激状态;当输出负载电压大于阈值电压时进行自动切换，这时逆变器工作在闭环状态，跟踪负载频率的变化[3] [4]。
图2 频率跟踪策略
高频电压的反馈信号是从高频反馈变压器取得，经过零比较电路得到与高频电压同频率的方波，该方波和输出的PWM控制脉冲一起经过相器鉴相，得到二者的相位差;再经过低通滤波器得到反映该相位差大小的直流电平。该电平经过A/D采样送入DSP中进行PI调节并输出相应频率的控制脉冲模拟压控振荡器（VCO）的功能。
在并联逆变电路中开关管必须遵循先到通后关断的原则，因此控制脉冲必须具有一个重叠死区。本文采用在DSP的PWM输出端口接上反相器的方法，将DSP输出的带有死区的PWM脉冲反相，实现带重叠区的PWM脉冲输出信号。重叠时间如图2所示。
3.保护电路设计
晶闸管高频电源在运行时会遇到各种非正常情况，对这些情况必须采取一定的保护措施。保护电路主要包括：直流电流过流保护，高频电压过高等。为了保证故障检测实时性，保护电路采用模拟电路。
3.1 直流过流检测
直流过流保护电路如图3所示，电流转换成的电压信号送至555定时器THOLD引脚。当引脚上电压大于2/3VCC时，OUT引脚输出“0”，输出保护信号;DISCHG引脚导通接地，过流指示灯亮。
图3 直流过流保护电路
3.2 高频过压保护
图4 高频电压过压保护电路
高频电压过压保护电路如图4所示，高频电压信号整流后，经电阻分压在送至555定时器THOLD引脚。当引脚上电压大于2/3VCC时，OUT引脚输出“0”，输出保护信号;DISCHG引脚导通接地，高频过压指示灯亮。
4.控制策略
在对石油输油管道温度控制中，由于各种扰动的存在，高频感应加热电源必须具有自动调节能力，这样才能使系统可靠工作，保证加热质量。系统采用了温度控制外环与电压环、电流环以及阻抗三个闭环相结合的恒温控制方式。控制系统的结构如图5所示。
电压和电流调节器组成常规的电压、电流双闭环控制。在启动和运行的整个阶段，电流环始终参与工作，电压环只在运行阶段工作。而阻抗调节器，的输出控制的是高频电压与直流电压的关系。文献[5]中详细的论述了高频电源电压、电流双闭环控制，此处不多作论述。下面主要分析模糊PID温度控制策略。
温度闭环采用调节电源输出功率的方式来控制加热温度。在高频电源中，高频输出功率PH与输油管加热的终点温度T之间有如下关系：
（1）
式中：G为输油管的质量;T0为初始温度;C为输油管的比热;为电源效率;t为对输油管的加热时间。
图5 控制系统的结构
又：
（2）
式中：UH为高频电压;RH为等效电阻。由（1）、（2）式可得：
（3）
由于T>>T0所以由上式可得：
（4）
由公式（5）可知，调节高频电压UH就可以达到调节温度的目的。当测得的坯料温度高于设定范围时，高频电源将会自动降低输出功率，反之温度低于设定温度范围时，高频电源会自动升高输出。
图6 模糊控制器的结构
功率，使加热温度始终保持在规定的范围内。为了克服高频电源加热时，受负载的影响较大、参数变化等问题，温度控制闭环采用了模糊PID调节方式。模糊控制器以加热时间作为一个输入量，以第n个采样周期高频加热系统的温度偏差e（t）作为另一个输入量，设计三个模糊控制器对PID控制中的三个参数进行在线调整。PID控制器根据整定后的参数、输入温度设定值以及检测得到的温度计数控制输出量。参数自整定模糊控制器的结构如图8所示[5]。
5.软件流程
控制系统的软件部分主要实现它激转自激启动、温度调节控制、人机互动接口程序等功能。控制程序的软件流程如图7所示，系统上电后，DSP进行程序初始化、打开中断，然后检测是否有报警信号，完成与上位机的连接，一切连接正常后采样输入加热温度设定值，温度设定之后按启动按钮，之后系统由它激转自激启动，当启动成功后，系统开始升高输出功率，进入温度自动跟踪阶段，若有扰动则系统通过模糊PID自动调节输出功率。
图7 软件流程图
6.实验及结论
根据上述分析，设计了一套250KW/1500Hz的石油输油管高频加热电源。图8中Va是α=30°时A相输入电压波形，UgVT2是A相下桥臂晶闸管整流触发脉冲波形，图中前一个窄脉冲上升沿基本在正弦波30°，两个窄脉冲上升沿基本相差20°。图9为单相逆变电路触发脉冲波形。
图8 整流触发脉冲实验波形
当高频电压大于设定值时，外部模拟触发电路将向DSP发送过压保护信号，当DSP收到过压保护信号后将立刻执行过压保护程序，并发出高频触发脉冲，通过多次短暂通断，达到逐步释放能量的目的。过压保护波形如图10所示。图10的波形与图8相比，触发脉冲的频率升高。
图9 正常逆变触发波形
图10 过压保护时逆变触发脉冲波形
实验结果表明，本文提出得基于DSP的石油输油管道高频感应加热电源，整流逆变触发以及过载保护电路，都可以温度正常的工作。温度闭环控制系统可以根据温度的变化来实时调节输出功率，实现了对石油书输油管道的恒温控制，可以解决输油管道加热时恒温控制问题，基于该方案研制出的控制系统可以应用在石油输油管道中。
参考文献
[1]孙宁，施建华.感应加热工艺与设备的发展状况及趋势[J].金属加工，2009（5）：26-28.
[2]韩天锐，郭凤仪，等.新型圆环链高频加热系统的研制[J].煤矿机电，2008（6）：90-92.
[3]武鹏.500KWIGBT并联谐振感应加热电源研制[D].西安理工大学，2008.
[4]李宏，崔立国，等.基于DSP的大功率感应加热电源设计[J].电力电子技术，2008，42（7）：43-45.