你用的真的是三相脉冲电源吗?
近几年,市场上涌现出各种新型名称的高压电源,有些电源喜欢玩标题党,什么“智能”“变频”等概念。
鉴别高压电源的本质取决于升压整流变压器,形式上只有“单相”和“三相”两种,都遵循正弦波电磁感应原理,峰值电压和额定输出电压是固定的,单相变压器0.707,三相0.952。
一是市场上凡是采用IGBT调制的中频、变频、脉冲电源都是采用单相升压变压器的,本质上都是单相电源。
二是无论单相还是三相,铁芯设计工作频率是对应额定输出电压的,提高工作频率(变频),将对应增加等效输入阻抗,增加铁芯损耗,增加电磁谐波干扰,降低输出电压,没有提高除尘效率的理论依据,但可避免闪络引发故障,掩盖自身电源可靠性不高等问题。
单相和三相变压器技术的鉴别
![](/uploads/image/20210812/1628740031.png)
单相和三相必须从主回路升压整流变压器来鉴别。到目前为止,市面上只有一种真三相高压电源,那就是采用工频SCR(可控硅)三相升压整流变压器电源,其他所有采用IGBT作为开关元件的高频、变频电源都是单相电源,自称三相IGBT高频或智能变频电源,只是在输入端采用三相交流电而已,都是伪三相电源。
传统单相SCR高压电源技术特征分析
基本原理:单相交流输入→单相移相调压→单相变压器升压整流输出,施加到电除尘负载上。
同极距400mm,额定输出有效值电压选型72kV,额定输出峰值电压为102kV,额定平均值电压为64.8kV。额定输出峰值电压与有效值和平均值的计算公式如下:
![](/uploads/image/20210812/1628737667.png)
高频IGBT电源技术特征分析
基本原理:三相交流输入整流为母线直流电压→单相高频逆变-单相高频变压器升压整流输出,施加到负载上。
本质上属于单相电源特性,其峰值电压与平均值电压和有效值电压的关系,与传统单相电源特性是一致的。因此,在理论上,同极距400mm,额定输出有效值电压可提高到72kV,对应额定峰值电压102kV,额定平均值电压64.8kV。
虽然高频电源的输出波形特性与单相电源一致。但是,在电除尘负载条件下,由于等效电容负载的滤波作用,99%的高频峰值电压被滤波,其峰值电压与平均电压基本一致,几乎为纯直流,一般不超过额定值。输出电压的平均值、有效值、峰值几乎接近。
![](/uploads/image/20210812/1628742115.png)
某公司BQ-5系列三相智能IGBT变频高压电源
![](/uploads/image/20210812/1628737020.png)
真三相SCR高压电源技术特征分析
基本原理:三相交流输入,三相同步升压,三相交替叠加整流输出,施加到负载上。三相输出是由Ua、Ub、Uc三相正弦波交替叠加形成的,输出波形纹波系数小于5%,纹波谷值sin(π/3),峰值sin(π/2)。
![](/uploads/image/20210812/1628736380.png)
三相SCR电源额定输出电压之间的关系
同极距400mm为例:当单相电源额定输出电压为72kV时,三相电源的额定输出有效值电压U3e=1.35*72=97.2kV,三相电源的峰值电压U3p=97.2*1.05=102kV(与单相电源峰值电压一致),三相电源的额定平均值电压等于Ua、Ub、Uc三相正弦波交替叠加后,其纹波的峰值和谷值的平均值,U3a=0.951*Up=97kV。计算公式如下:
![](/uploads/image/20210812/1628734650.png)
三种高压电源实际运行电压
单相SCR高压电源
采用单相升压整流变压器,400mm极距,在粉尘介质状态下,实际运行时,负载闪络击穿电压明显低于额定输出峰值电压,可控硅导通角一般运行开度在70-85%之间,正常实际运行平均值电压在50-55kV之间。
高频IGBT高压电源
采用单相高频升压整流变压器,高频输出波形特性与单相电源一致,400mm极距,在粉尘介质状态下,但由于等效电容负载的滤波作用,输出波形为纯直流,一般不易触发闪络放电,正常实际运行平均值电压在55-65kV之间,接近额定平均值电压。
三相SCR高压电源
采用三相升压整流变压器,400mm极距,在粉尘介质状态下,Ua、Ub、Uc三相正弦波交替叠加形成的,输出波形纹波系数小于5%,额定选型输出电压95kV时,对应的平均值电压为95kV,正常实际运行输出平均值电压75-85kV。
三相整流变波形VS单相整流变波形
![](/uploads/image/20210812/1628735258.png)
三相电源VS单相电源提效效果
![](/uploads/image/20210812/1628738794.png)
现有常规电源和高频电源的正常运行电压一般为50-55kV,三相高效电源改造后,运行电压可提高到70-80kV,即等效于趋进速度ω提高40%等效于比集尘面积提高40%以上,四电场改造后可达到或超过五电场或六电场的除尘效果。
高频IGBT电源VS三相SCR电源
![](/uploads/image/20210812/1628737152.png)
BQ-5系列三相智能IGBT变频高压电源,交流输入端为三相电,而高压输出端单相,本质上就是单相高频电源,和市面上常规高频电源没任何差别,没有三相电源的理论依据,依靠“标题党”误导客户。相比之下,三相SCR高压电源提效作用,是通过三相波形交替叠加整流输出高压的,提高幅度1.35倍,这是有科学依据的,是本质的差别。
高频IGBT脉冲电源VS三相SCR脉冲电源
以转炉煤气电除尘器单电场收尘面积5000㎡为例:
高频IGBT电源
选型规格为2.2A/80kV,额定输出功率P=2.2*80000=176kW,整流输出频率20kHZ,输出波形微秒级脉宽t=50us;瞬态额定输出能量W=P*t=144000*50*〖10〗^(-6)=7.2(J),单个脉冲额定输出能量仅占所需能量W=7.2/676=1.065%,脉冲能量几乎可忽略不计,系列高频脉冲只能等效于间歇式直流供电模式,有一定节能作用,但不具提效依据,客户选用时,不可被误导。
三相SCR电源
选型规格为2.2A/90kV,额定输出功率P=2.2*90000=198kW,整流输出频率300HZ,输出波形毫秒级脉宽t=3.3ms。瞬态额定输出能量W=P*t=198000*3.3*〖10〗^(-3)=653(J),相当于高频IGBT单个脉冲能量的90.69倍,单个脉冲额定输出能量达到所需能量W=653/676=96.6%,满足等效负载瞬间充电条件,具有提效节能的理论依据。
高频IGBT脉冲波形VS三相SCR脉冲波形
![](/uploads/image/20210812/1628734878.png)
![](/uploads/image/20210812/1628733904.png)
三相SCR高压电源全波和脉冲运行峰值电压
你知道什么是三相脉冲电源了吗?
扫码关注我们