对静电除尘器的高压电源进行控制

摘要

本发明提供一种用于静电除尘器的高压电源包括高压变压器、高压桥式整流器和被配置为控制高压电源的输出电力水平的半导体开关控制器。控制单元(50)被配置为确定用于半导体开关控制器的触发脉冲的触发角。在正常操作期间，在每个半周期中测量并存储峰值电压值。当检测到击穿时，测量静电除尘器上的残余电压(Ur)。在击穿之后的第一半周期中提供给所述半导体开关控制器的触发脉冲的触发角(α1)是基于确定触发角(α1)与所述测量电压之间的预先确定的关系根据最近存储的测量的峰值电压值(Ubef)和测量的残余电压(Ur)确定的。

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制静电除尘器的高压电源的方法，还涉及用于静电除尘器的高压电源以及包括静电除尘器和高压电源的静电除尘器设备。

背景技术

高压电源被用于静电除尘器的高压通电，以及其他用途。静电除尘器例如用在过滤从工业处理排放的气体中的微粒。通常，静电除尘器包括在气体方向上串联的几个静电场。因为灰尘浓度沿着静电除尘器降低，即，在每个场的入口处的灰尘浓度是不同的，每个场典型地具有其自身的高压电源。

这种高压电源中的主单元是所谓的变压器-整流器组(TR组)，包括高压变压器和高压桥式整流器。变压器-整流器组可以是单相或三相的，这取决于静电除尘器的特定应用，并且它们通常浸没在变压器充油箱中。

由变压器-整流器组输送到静电除尘器的电力可以通过由半导体开关控制器控制变压器-整流器组的初级侧来调节，其中半导体开关例如是晶闸管控制器，可以安装在控制柜内。晶闸管控制器包括反向并联连接的一对晶闸管，晶闸管控制器有时也被称为AC线路调节器。可替换地，可以使用利用其他类型的可控半导体开关的半导体开关控制器。该控制器使用相位控制的原理来连续地改变输送到负载的电力。相位控制是指各个开关元件，例如,晶闸管，的触发角(即，在线路频率的给定半周期内晶闸管被触发或起动时所处的相位角)可以被延迟/增大(即，延迟触发)以减少输送到负载的电力，或者该触发角可以被提前/减小(即，提早触发)以增加输送到负载的电力。控制器和变压器-整流器组可以由断路器保护，并且可以通过主接触器连接和断开。

触发角通常在可基于微处理器的自动控制单元中确定，然后被发送到触发电路，在触发电路中触发命令被转换成具有正确宽度的两个相隔180°的触发脉冲，然后这两个触发脉冲被施加到每个晶闸管或其他类型的开关元件的栅极。

为了获得静电除尘器的最佳效率，施加到每个静电除尘器场的电压应该尽可能高。这里的限制因素是由静电除尘器处理的气体可能在高电压下发生的火花或电弧形式的击穿。火花和电弧之间的差异是击穿的持续时间。火花是非常短的，而在电弧的情况下，静电除尘器电压在只要存在浪涌电流时就保持较低，这可能会持续线路频率的若干个半周期。

在击穿之后，必须通过再次将开关控制器触发来恢复静电除尘器电压，以确保有效捕获颗粒。因此，在浪涌电流已经消失之后，必须确定开关元件的触发角，使得静电除尘器电压可以尽可能快地恢复。然而，如果过快地达到高电压电平，则可能导致多个火花，即，在恢复时段中可能产生新的火花，这对静电除尘器的效率是有害的。另一方面，过慢的恢复对于静电除尘器的效率也是有害的。

火花电平主要取决于气体组成、温度和湿度以及灰尘浓度。因此，火花电平不是恒定的，因此，相当普遍的程序是：通过选择比击穿之前稍迟的触发角，然后逐渐提前触发角，以便增大静电除尘器电压，直到新的火花发生，来减小击穿后的电压电平。这意味着变压器-整流器组以特定的火花率工作，通常在10-60个火花/分钟的范围内。

例如，从US 4 860 149和US 5 689 177中能够了解到使用该解决方案的系统的例子。在US 4 860 149中，为了避免多次火花的风险，在火花之后电力立即被降低至零，并且电力保持为零一段时间(阻塞周期)，该段时间最多为50ms。然后，在也可以持续线路频率的几个半周期的时间段内，电力或电压沿着较陡的倾斜从零增大到回退电平(在低于击穿之前的电平的某个百分比)。然后，电力或电压沿着较缓的倾斜逐渐增大，直到发生新的击穿。该解决方案非常好地降低了多次火花的风险，但是阻塞周期和电压从零开始的斜升导致静电除尘器电压的恢复缓慢，这对静电除尘器的效率是有害的。此外，所有控制动作均基于输送到静电除尘器的初级电流和输出电流，其显著地妨碍了电压恢复。

在US 5 689 177中，通过首先在N个半周期中淬停击穿，然后通过三个斜波控制触发角来使击穿的频率(即，火花率)最小化，该三个斜波的斜率通过基于数据的统计计算确定，其中以前的触发角度似乎是最重要的参数。注意，在此文档中，术语“触发角”用于表示“导通角”，这与本申请相反。该方法的缺点在于，因为通过引入N个半周期的淬停或阻塞间隔来启动控制处理，在这N个半周期中输送到静电除尘器的输出电力为零。与电压从零开始的斜升一样，导致静电除尘器电压的恢复缓慢，这对静电除尘器的收集效率是有害的。仅仅阻塞周期的存在就可以导致施加到静电除尘器场的平均电压降低多达5-6kV。

发明内容

因此，本发明的实施例的目的是提供一种控制高压电源的方法，该方法允许在击穿之后更快的电压恢复而不增加多次火花的风险，并且因此提高静电除尘器的清洁效率。

根据本发明的实施例，该目的是通过对用于静电除尘器的高压电源进行控制的方法实现的，高压电源包括变压器-整流器组、半导体开关控制器、触发电路系统以及控制单元，其中变压器-整流器组包括高压变压器和高压桥式整流器，其中高压变压器的初次侧可连接到具有线路频率的交流工业主电源网，高压桥式整流器连接到高压变压器的次级侧并被配置为向静电除尘器供应经整流的高压；半导体开关控制器布置在高压变压器的初级侧，并且被配置为对高压电源的输出电力水平进行控制；触发电路系统被配置成向半导体开关控制器提供触发脉冲；控制单元被配置为确定触发脉冲的触发角，并且相应地控制触发电路系统。当该方法包括以下步骤时实现了以上所述的目的，这些步骤包括：在静电除尘器的正常操作期间，在线路频率的每个半周期内测量静电除尘器上的峰值电压值；存储测量的峰值电压值；检测在静电除尘器中电击穿的发生；当检测到击穿时，测量静电除尘器上的残余电压；确定在发生击穿之后的第一半周期中提供给半导体开关控制器的触发脉冲的触发角，其中触发角是基于触发角与最近存储的测量峰值电压值和测量的残余电压之间的预定关系根据最近存储的测量峰值电压值和测量的残余电压确定的；以及向半导体开关控制器提供具有所确定的触发角的触发脉冲。

当测量了正好在击穿之前的峰值电压和刚好在击穿之后的残余电压时，并且从这些测量值和它们与适当的触发角之间的预定关系确定新的触发角时，可以实现静电除尘器的改善的电压恢复。向已经在发生击穿之后的第一半周期中的半导体开关控制器提供新的触发脉冲确保了避免不必要的猝灭(quench)间隔。击穿之后的电压尽可能快地被恢复，而不会引入猝灭间隔或者升高的电压。火花率被自动保持在可接受的水平。基于在火花之前的峰值电压和考虑在刚刚击穿之后测量的残余电压来计算在击穿之后使用的触发角。

在一些实施例中，该方法进一步包括通过在所述静电除尘器和变压器-整流器组的模型上执行计算机仿真，来确定触发角与最近存储的测量峰值电压值和测量的残余电压之间的预定关系。这允许对关系的确定相对精确。可替代地，可以基于对电源和静电除尘器的部件执行的测量来确定预定关系。

该方法可以进一步包括通过一组线性函数来近似预定关系，其中每个线性函数为测量的残余电压的一个值定义目标峰值电压值与触发角之间的近似关系。这种近似简化了对期望触发角的确定。

该方法可以进一步包括以下步骤：提供表示每个线性函数的数学表达式，使得可以使用该数学表达式从最近存储的测量的峰值电压值和测量的残余电压计算触发角。这允许通过计算单元来计算触发角。

在这种情况下，该方法可以进一步包括以下步骤：当已经检测到击穿时，使用所述数学表达式，根据最近存储的测量峰值电压值和测量的残余电压，在线地计算所述触发角。

可替代地，该方法可以进一步包括以下步骤：使用所述数学表达式预先计算针对击穿之前峰值电压和残余电压的不同值的触发角；将预先计算的触发角值与击穿之前的峰值电压和残余电压的对应值一起存储在查找表中；以及当检测到击穿时，从查找表读取与最近存储的测量的峰值电压值和测量的残余电压对应的预先计算的触发角值。

在一些实施例中，该方法可以进一步包括以下步骤：在静电除尘器的正常操作下，使用对来自电源的平均输出电流进行的闭环控制，确定在线路频率的每个半周期中使用的触发角的值；当检测到击穿时，打开闭环控制；根据最近存储的测量的峰值电压值和测量的残余电压，确定触发角；以及向半导体开关控制器提供具有所确定的触发角的第一触发脉冲。

在这种情况下，该方法还可以包括以下步骤：当已经用第一触发脉冲触发半导体开关控制器时，恢复对来自电源的平均输出电流进行的闭环控制，以确定在线路频率的每个半周期中要使用的触发角的值。

可替代地，该方法可以进一步包括以下步骤：当已经用第一触发脉冲触发半导体开关控制器时，根据最近存储的测量的峰值电压值和在第一触发脉冲之后测量的残余电压，确定另一个触发角；向半导体开关控制器提供具有所确定的另一个触发角的第二触发脉冲；以及当已经用第二触发脉冲触发半导体开关控制器时，恢复对来自电源的平均输出电流进行的闭环控制，以确定在线路频率的每个半周期中使用的触发角的值。

在一些实施例中，该方法可以进一步包括以下步骤：通过测量电源的输出电压来确定检测到的击穿是火花还是电弧；如果检测到的击穿是电弧，则插入等于几个半周期的阻塞周期，其中半导体开关控制器不被触发；在阻塞周期之后确定在电弧发生之后的第一半个周期中将要提供给半导体开关控制器的触发脉冲的触发角，其中触发角是根据最近存储的测量的峰值电压值和在阻塞周期期间测量的残余电压来确定的；以及向半导体开关控制器提供具有所确定的触发角的触发脉冲。以这种方式，确保仅在电弧的情况下插入阻塞周期，从而在火花的情况下允许快得多的电压恢复。

如上述的那样，本发明还涉及一种用于静电除尘器的高压电源，所述高压电源包括变压器-整流器组、半导体开关控制器、触发电路系统以及控制单元。其中该变压器-整流器组包括高压变压器和高压桥式整流器，其中高压变压器的初级侧可连接到具有线路频率的交流工业主电源网，高压桥式整流器连接到高压变压器的次级侧并被配置为向静电除尘器供应经整流的高压；半导体开关控制器布置在高压变压器的初级侧，并且被配置为对高压电源的输出电力水平进行控制；触发电路系统被配置成向半导体开关控制器提供触发脉冲；控制单元被配置为确定触发脉冲的触发角并且相应地控制触发电路系统。控制单元包括击穿检测器、接口电路、存储器以及计算单元，其中，击穿检测器被配置为检测静电除尘器中的电击穿的发生；接口电路被配置为在静电除尘器的正常操作期间在线路频率的每个半周期中测量静电除尘器上的峰值电压值，以及当检测到击穿时测量静电除尘器上的残余电压；存储器被配置为存储测量的峰值电压值；并且计算单元被配置为确定在击穿发生之后的第一半周期中要提供给半导体开关控制器的触发脉冲的触发角，其中计算单元还被配置为基于触发角与最近存储的测量的峰值电压值和测量的残余电压之间的预定关系，根据最近存储的测量的峰值电压值和测量的残余电压来确定触发角。

当刚好在击穿之前的峰值电压和刚好在击穿之后的残余电压被测量出来，并且根据这些测量值和它们与适当的触发角之间的预定关系确定了新的触发角时，可以实现静电除尘器的改善的电压恢复。向已经在发生击穿之后的第一半周期中的半导体开关控制器提供新的触发脉冲确保了避免不必要的猝灭间隔。击穿之后的电压尽可能快地被恢复，而不会引入猝灭间隔或者升高的电压。火花率被自动保持在可接受的水平。基于在火花之前的峰值电压和考虑在刚刚击穿之后测量的残余电压来计算在击穿之后使用的触发角。

在一些实施例中，通过在静电除尘器和变压器-整流器组的模型上的计算机仿真，来确定触发角与最近存储的测量的峰值电压值和测量的残余电压之间的预定关系。这允许该关系被令人满意地确定。可替代地，可以基于对电源和静电除尘器的部件执行的测量来确定预定关系。

该预定关系可以通过一组线性函数来近似，其中每个线性函数为测量的残余电压的值定义了目标峰值电压值与触发角之间的近似关系。这种近似简化了期望触发角的确定。

计算单元可以被配置为使用表示每个线性函数的数学表达式从最近存储的测量峰值电压值和测量的残余电压计算触发角。

在这种情况下，计算单元可以被配置为，当检测到击穿时，使用数学表达式从最近存储的测量峰值电压值和测量的残余电压在线计算触发角。

可替代地，控制单元还可以包括查找表，其中存储有针对击穿之前的峰值电压和残余电压的不同值使用数学表达式预先计算的触发角值；并且计算单元被配置为，当检测到击穿时，从查找表读取与最近存储的测量峰值电压值和测量的残余电压对应的预先计算的触发角值。

在一些实施例中，控制单元进一步被配置为：在静电除尘器的正常操作下，使用对电源的平均输出电流的闭环控制，确定在线路频率的每个半周期中使用的触发角的值；当检测到击穿时，经由开关打开闭环控制；在计算单元中根据最近存储的测量的峰值电压值和测量的残余电压确定触发角；以及经由开关向半导体开关控制器提供具有所确定的触发角的第一触发脉冲。

在这种情况下，控制单元可以进一步被配置为：当已经用第一触发脉冲触发半导体开关控制器时，恢复对电源的平均输出电流进行的闭环控制，以确定在线路频率的每个半周期中要使用的触发角的值。

可替代地，控制单元可以进一步被配置为：当已经用第一触发脉冲触发半导体开关控制器时，根据最近存储的测量的峰值电压值和在第一触发脉冲之后测量的残余电压确定另一个触发角；向半导体开关控制器提供具有所确定的另一个触发角的第二触发脉冲；以及当已经用第二触发脉冲触发半导体开关控制器时，恢复对来自电源的平均输出电流进行的闭环控制，以确定在线路频率的每个半周期中使用的触发角的值。

在一些实施例中，控制单元可以进一步被配置为：通过测量电源的输出电压来确定检测到的击穿是火花还是电弧；如果检测到的击穿是电弧，则插入几个半周期的阻塞周期，其中半导体开关控制器不被触发；在阻塞周期之后，确定在电弧发生之后的第一个半周期中提供给半导体开关控制器的触发脉冲的触发角，其中触发角是根据最近存储的测量的峰值电压值和在阻塞周期期间测量的残余电压来确定的；以及向半导体开关控制器提供具有所确定的触发角的触发脉冲。以这种方式，确保仅在电弧的情况下插入阻塞周期，从而在火花的情况下允许快得多的电压恢复。

在一些实施例中，半导体开关控制器是包括一组反向并联耦合的晶闸管的晶闸管控制器。

静电除尘器设备可以包括如上所述的静电除尘器和高压电源。

附图说明

现在将参考附图在以下更全面地描述本发明的实施例，其中：

图1示出了连接到静电除尘器的高压电源的示例的框图；

图2示出了通过图1的高压电源施加到静电除尘器的电压的示例；

图3示出了高压电源的示例的更详细的框图；

图4示出了分别说明在正常操作下和击穿之后静电除尘器电压的可达到的峰值与晶闸管控制器的触发角之间的关系的曲线；

图5示出了对应于图4的在击穿之后静电除尘器上的残余电压的不同值的一组曲线；

图6示出了如何通过线性函数逼近图4的曲线之一；

图7示出了图5的曲线的相应的线性近似；

图8示出了在由于过快的电压恢复而导致多次火花的情况下静电除尘器电压的示例；

图9示出了根据本发明的电压恢复情况下的静电除尘器电压的示例；

图10示出了根据本发明的控制单元的框图；

图11示出了说明确定在发生击穿之后由晶闸管控制器使用的触发角的方法的流程图；和

图12示出了说明确定在静电除尘器中发生电弧的情况下使用的触发角的方法的流程图。

具体实施方式

图1示出了高压电源1的示例的框图，其可以用于例如静电除尘器的高压供电，静电除尘器是，诸如，图中被示为高压电源1的负载的静电除尘器2。这种高压电源中的主单元是所谓的变压器-整流器组3(TR组)，包括高压变压器4和高压桥式整流器5。根据静电除尘器的特定应用，变压器-整流器组可以是单相或三相的。大多数应用使用单相变压器-整流器组，并且以下描述涉及这种类型。然而，主要概念同样也将适用于三相变压器-整流器组。变压器-整流器组通常浸没在变压器充油箱中。

在图1所示的实施例中，输送到负载(即，静电除尘器2)的电力可以通过由半导体开关控制器6控制变压器-整流器组3的初级侧来调节，该半导体开关控制器6的形式为晶闸管控制器，可以安装在控制柜内部。晶闸管控制器包括反向并联连接的一对晶闸管，并且有时也被称为AC线路调节器。可替代地，在其它实施例中，利用诸如IGBT(绝缘栅双极晶体管)、IGCT(集成门极换向晶闸管)、GTO(栅极可关断晶闸管)或类似功率半导体这样的其它类型可控半导体开关的半导体开关控制器可以代替这里描述的晶闸管控制器。

控制器使用相位控制原理来连续地改变输送到负载的电力。相位控制意味着各个晶闸管的触发角α(即，在线路频率的给定半周期内，例如，晶闸管被触发或起动时所处的相位角)可以被延迟/增加(即，稍迟触发)，以降低输送到负载的电力，或者该触发角α可以被提前/降低(即，更早地触发)以增大输送到负载的电力。各个晶闸管的触发角在可以基于微处理器的自动控制单元7中确定，然后被发送到触发电路8，在触发电路8中触发命令被转换成具有正确宽度的两个相隔180°的触发脉冲，然后这两个触发脉冲被施加到每个晶闸管的栅极。

晶闸管控制器6和变压器-整流器组3可以由断路器9保护，并且可以借助于主接触器10来连接和断开。

图2示出了由高压电源1施加到静电除尘器2的电压12的示例。输出电压被以负极性施加到静电除尘器2，使得在静电除尘器内产生负电晕，用于颗粒沉淀处理，这是商业静电除尘器的正常情况。然而，为了清楚起见，电压在图2中被反转示出。所施加的电压具有相对高的纹波，纹波被定义为峰值与最小值之间的差。原则上，在晶闸管控制器6的晶闸管的导通时间段期间，即，从晶闸管被触发(触发角)直到线路电压随后的过零点的时间段期间，电压电平向其峰值增大，而电压电平在非导通期间减小。因此，晶闸管的较早触发导致峰值电压的值较高。如上所述，各个晶闸管的触发角在自动控制单元7中确定，然后被发送到触发电路8，在触发电路8中触发命令被转换成触发脉冲，然后触发脉冲被施加到每个晶闸管的栅极。因此，自动控制单元7的任务是确定要获得高压电源1的给定输出电压所需的触发角α。

当施加到静电除尘器2的电压尽可能高时，实现最佳的静电除尘器效率。这里的限制因素是由静电除尘器处理的气体可能在高电压下发生的火花或电弧形式的击穿。在火花或电弧期间，静电除尘器电压降落到非常低的值。火花具有非常短的持续时间，而在电弧情况下的静电除尘器电压在只要存在浪涌电流时就保持较低，这可能会持续线路频率的几个半周期。

在击穿之后，必须通过再次触发晶闸管控制器6来恢复静电除尘器电压。因此，在浪涌电流已经消失之后，自动控制单元7需要为晶闸管确定新的触发角，使得静电除尘器电压可以尽可能快地恢复。然而，如前所述，这不是一个简单的任务。如果过快地达到高电压电平，则可能导致多次火花，即，在恢复时段中可能产生新的火花，这对静电除尘器的效率是有害的。另一方面，过慢的恢复对于静电除尘器的效率也是有害的。

火花电平主要取决于气体组成、温度和湿度以及灰尘浓度。因此，火花电平不是恒定的，于是相当普遍的程序是：通过选择比击穿之前延迟的触发角然后逐渐提前触发角以便增大静电除尘器电压直到新的火花发生，来减小击穿后的电压电平。以这种方式，变压器-整流器组3将以一定的火花率操作，通常在10-60个火花/分钟的范围内。通常，火花发生在静电除尘器电压的峰值附近，因此静电除尘器电压的火花电平被称为其峰值电压。

图3示出了可以在本发明的实施例的实施方式中使用的高压电源1的更详细的框图。与图1中一样，图3示出了单相变压器-整流器组3以及晶闸管控制器6、触发电路8和自动控制单元7。除了高压变压器4和高压桥式整流器5之外，变压器-整流器组3在该实施例中还包括线性扼流圈11。典型地，线性扼流圈11将短路阻抗增大到30-40％，从而限制了在静电除尘器2内部产生火花或电弧时的电流水平。被显示为在高压桥式整流器5的每个分支中的两个二极管表示：由于非常高的电压，通常在每个分支中使用串联连接的几个二极管。变压器-整流器组3还包括用于测量输出电流的电阻器14和用于测量输出电压的分压器15。下面将描述这些部件的使用。

来看自动控制单元7，本实施例使用对来自电源的平均输出电流进行的闭环控制来确定在线路频率的每个半周期中使用的触发角的值，以用于执行逐渐增大静电除尘器电压直到发生新的火花所需的控制动作。指示输出电流的信号由电阻器14输送到自动控制单元7，在那里该信号在接口电路16中被滤波，以获得可以用作PI(比例积分)控制器17中的反馈信号的输出电流的平均值。也可以使用其他类型的控制器。用于控制器的设定点或参考信号是斜波，其斜率在参考信号发生器18中计算，并且在减法器电路19中与指示输出平均电流的信号组合，以便将火花率保持在设定值。PI控制器17的输出是被发送到触发电路系统8的触发角(α)，电路系统8产生要被施加到晶闸管控制器6的两个触发脉冲。当设定点是线性斜波时，静电除尘器平均电流将线性增大，并且静电除尘器平均电压也将增大，尽管不一定是线性地增大。

作为对平均输出电流的闭环控制的替代，其他实施例可以使用直接对触发角进行控制的控制斜波。然而，单单对触发角进行斜波控制在执行火花之后的可接受电压恢复方面不是最佳的。斜波控制将通过相应地提前触发角来增大静电除尘器峰值电压。当发生火花时，控制斜波的值由于触发角的延迟而略微减小，执行所谓的电压回退。然而，由于峰值电压与触发角之间的非线性关系，计算在火花或电弧之后使用的新触发角可能是相当困难的。

已经发现，为了获得与火花之前的值相比减小了的峰值电压，通常需要更大的触发角增加，以避免由于过高的峰值电压引起的新的火花。因此，对于上述控制方案，如下面将描述的，可以改善对在火花或电弧之后立即使用的点火角的确定。

原因在于，变压器-整流器组通常在高电压值下工作，因此触发角α处于其低范围值(例如，45-90°)。这意味着就在晶闸管触发之前的静电除尘器电压(其对应于图2中的电压12的最低值)也相对较高。该电压起到了需要被抵消的反电动势(c.e.m.f)的作用。此外，高工作电压产生高的初级电流，高的短路阻抗在变压器-整流器组中引起相应的相当大的电压降。但是当火花发生时，静电除尘器场的电容几乎完全放电，这导致在晶闸管的下一次触发时的低反电动势。因此，火花之后的第一电流脉冲仅用于将静电除尘器场电容再充电至峰值电压，该峰值电压应低于火花之前的峰值电压；并且由于待抵消的反电动势低得多，因此，可以以与火花之前的触发角(α₀)相比高出相当多的触发角值来获得该第一电流脉冲。

这在图4中被示出了，图4示出了静电除尘器电压的可达到的峰值与对应的晶闸管控制器的触发角之间的关系的示例。图4中的曲线仅出于说明目的而示出，并且不一定对应于特定的电源和静电除尘器。静电除尘器电压的峰值被示出在以[kV]为单位的纵轴中。图4的曲线是通过在电源和静电除尘器的等效电路上执行计算机仿真而获得的。曲线21示出了在没有火花的正常操作期间，即，当必须抵消相对高的反电动势时，作为触发角的函数的静电除尘器电压可达到的峰值。曲线22示出了当静电除尘器电容被从低残余电压再充电时，即，当必须抵消低反电动势时，作为触发角的函数的静电除尘器电压可达到的峰值。曲线21和22表明，当α低于135°时，在电压恢复的第一个半周期中使用与火花之前相同的触发角将产生比所需的更高的峰值电压。α的正常回退不足以实现等于火花之前的峰值电压的约70-80％的目标水平。

作为参考图4的示例，可以假设变压器-整流器组在高输出电压下运行，根据曲线21，触发角α₀＝62°，产生等于74kV的峰值。在火花之后，如果静电除尘器电压应当恢复到与火花之前相同的值，则如曲线22所确定的，要使用的触发角应该是α₁＝98°。如果触发角不相对于α₀延迟，则峰值电压将达到几乎100kV，使得发生新火花的可能性很高。

然而，在实践中，由于通常将火花之后的峰值电压降低到回退水平，然后再次逐渐增大峰值电压直到产生新的火花以便获得一定的火花率，火花之后的峰值电压应当比火花之前的低，因此，触发角α₁应该被进一步延迟。作为示例，如果峰值电压的回退水平被选择为先前峰值电压的80％(在上述示例中为74kV)，则在火花之后的预期峰值电压(U_set)应当为59kV，并且从图4的曲线22可以看出，触发角应该被从α₀＝62°延迟到α₁＝112°。由于火花之后的预期峰值电压通常被选择为刚好在火花之前的峰值电压的一个百分比，所以该火花之前的峰值电压应该是已知的，这借助于用于测量静电除尘器电压的分压器15来实现。然后，根据该测量结果，自动控制单元7可以在线路频率的每个半周期中确定和存储峰值电压值。在火花之后，则可以基于刚好在火花之前的峰值电压值的存储值来确定要使用的新的触发角。可替代地，自动控制单元7也可以计算，例如，刚好在多个先前火花之前存储的峰值电压值的平均值。

因此，图4的曲线可以被用于确定在火花或电弧发生之后将要使用的触发角，以便在静电除尘器中获得改善的电压恢复。

然而，如上所述，图4的曲线仅作为示例示出。曲线取决于：例如，由变压器-整流器组供电的静电除尘器的电容以及静电除尘器和变压器-整流器组的其它规格或变量。对于特定的静电除尘器和变压器-整流器组，可以通过计算机仿真或基于对部件执行的测量来确定相应的曲线。因此，所示的曲线可以被认为对于变压器整流器组的某个额定电压U_nom和安装的电流密度J(以[mA/m²]为单位)有效，即，变压器-整流器组的额定平均电流除以由该变压器-整流器组供电的场的收集板面积(以[m²]为单位)。换句话说，J是静电除尘器场电容的间接表示，对于现代静电除尘器来说大约为30pF/m²。J和U_nom随着应用的不同而不同，曲线21和22也可能与图4相比有所不同或有些许偏移。

此外，在刚刚产生火花之后，经常存在不为零的残余电压(U_r)。该残余电压可以跳至高达几十千伏。该残余电压还起到反电动势的作用，因此应当对触发角进行相应的调节，即，针对残余电压的更高的值而将触发角提前。这通过图5中的示例来说明，其中对于额定(标称)电压(U_nom)为100kV的变压器-整流器组的不同残余电压值，可达到的峰值电压被示为触发角α₁的函数。注意，在图5中，火花之后的目标峰值电压被表示为相对于变压器-整流器组的标称电压的相对值(u_set)，即u_set＝U_set/U_nom。曲线23对应于图4的曲线22(尽管不一定在相同的条件下)，即，曲线23示出了在火花之后不存在残余电压或存在非常低的残余电压的情况(U_r＝0)。相应地，曲线24、25和26分别示出了针对例如10kV、20kV和30kV的残余电压可获得的峰值电压。因此，曲线24代表相对低的U_r，曲线26代表高的U_r。例如，如果火花之后要达到的水平是额定值(U_nom)的84％并且U_r非常低(曲线23)，则所需的触发角将为105°，但是如果U_r很高(曲线26)，则所需的触发角应为95°。由于图5的曲线示出了相对目标峰值电压，所以这些曲线可以更普遍地使用，但是类似于图4，这些曲线仍取决于安装的电流密度J，即，取决于静电除尘器场电容。

可以看出，至少在100°至150°的触发角范围内，图4的曲线22可以由图6中所示的线28表示的线性函数来逼近。通常，所需的触发角将在此范围内。高于150°的触发角将很少被使用，因为可获得的峰值电压将太低而不能提供足够的静电除尘器效率。线性函数使得更容易确定自动控制单元7在基于这些曲线计算在火花刚刚发生之后要使用的触发角时能够使用的数学表达式。在该示例中，线28以160°与x轴相交。

类似地，图5中的曲线示出了针对不同的残余电压值，在火花刚刚发生之后可达到的峰值电压(作为所使用的触发角的函数)，在相关范围内可以通过线性函数来逼近该峰值电压。图7中示出了一个例子，其中针对残余电压U_r的四个值，示出了作为触发角α₁的函数的近似可达到的电压29、30、31和32，其中曲线29代表非常低的U_r，曲线32代表高的U_r。另外，这里，火花之后的目标峰值电压被表示为关于变压器-整流器组的额定(标称)电压的相对值(u_set)，即，u_set＝U_set/U_nom。类似于图6中的线28，这些线也以160°与x轴相交，但是该值可以随着电源和静电除尘器的参数而变化。如果在火花之后要达到的水平是额定值(U_nom)的84％并且U_r非常低(曲线29)，则所需的触发角为104°，但是如果U_r很高(曲线32)，则所需的触发角度应为95°。

这样，图7的曲线示出了针对不同的残余电压可获得相对峰值电压u_set的非常好的近似，该峰值电压u_set作为在火花刚刚发生之后使用的第一触发角α₁的函数，因此，这些曲线可以用于确定触发角α₁，该触发角α₁将在火花之后的第一个半周期中提供目标相对峰值电压。

在图8和9中示出了以这种方式确定在火花刚刚发生之后要使用的触发角的效果，在火花之前和之后施加到静电除尘器场的电压和(在图9中)相应的静电除尘器电流的波形被示出。这些图显示了从现实世界中采集的示波图。如前所述，静电除尘器电压为负，但在图8和图9中为了清楚起见用反向极性显示该电压。

图8示出了因为电压恢复得过快而导致多次发生火花的情况。火花之前的峰值电压35(U_bef)在这种情况下约为额定电压的97％。当发生火花36时，电压立即下降到零，然后在静电除尘器电流为零的时间间隔内，即，直到晶闸管被再次触发为止，电压一直保持在所谓的残余值(U_r)。然而，在这种情况下，由于触发角没有被充分延迟，所以电压恢复得过快，发生第二个火花37。这种情况被重复，在正常操作能够再次开始之前发生第三个火花38。这种多次火花对静电除尘器的效率是有害的，但是由于过慢的电压恢复对效率也是有害的(特别是如果引入了阻塞周期来避免多次火花，在阻塞周期中没有能量被输送到静电除尘器)，因此，重要的是找到用于火花之后的第一触发脉冲的触发角的最佳值。

在图9中示出了一种情况，其中在火花刚刚产生之后使用的触发角按照如上所述的那样根据图7的曲线确定。再次，在火花之前的峰值电压(U_bef)40是额定电压的大约97％，并且当发生火花41时，电压立即下降到零，然后在静电除尘器电流为零的时间间隔45期间，即，直到晶闸管再次被触发为止，电压一直保持在残余值42(U_r)。然后，使用由控制单元7根据上述原理计算的触发角，静电除尘器电容被再充电到低于火花之前的峰值40的目标值43(U_set)。在这种情况下，相对于第一电流脉冲44的获得的峰值电压43大约为额定值的74％或火花之前的峰值的76％。经验表明，目标水平(回退水平l_set)应该为火花之前的峰值的约80％，以避免在电压恢复期间的新的火花。较高的水平将增加发生多次火花的可能性。图示的火花之后的电压恢复可以被认为对于本领域技术人员是完全可接受的。

图9还示出了在火花之后的第一电流脉冲44高于在火花之前的脉冲。如果平均电流的闭环控制被打开，则会出现这种情况。因为正常的回退，保持这种情况将产生幅度较低的电流脉冲，这继而导致较低的峰值电压，即，低于目标电平的峰值电压，这相当于较差的电压恢复。

因此，自动控制单元7应该能够基于图7所示的曲线以及正好在火花之前的峰值电压(U_bef)和在火花刚刚发生之后的残余电压(U_r)的检测值或测量值与选择的回退水平l_set(即，在火花之后要恢复到的目标峰值电压(U_set)除以U_bef)结合起来，确定在火花刚刚发生之后要使用的适当的触发角。因此，下面描述针对J和U_nom的不同值，作为火花后的第一触发角α₁的函数的火花后的目标峰值电压U_set的数学表达式。在该数学表达式中，使用以下变量和参数，其中一些已经在上面提及：

U_nom是变压器-整流器组的额定电压；

U_bef是火花或电弧之前的峰值电压；

U_r是在火花或电弧刚刚发生之后的残余电压；

U_set是火花或电弧后的目标峰值电压；

u_set是火花或电弧后的相对目标峰值电压，即，u_set＝U_set/U_nom；

l_set是回退水平，即，l_set＝U_set/U_bef；

J是如上所述的安装电流密度；

m是图7的每条曲线的斜率；

α₁是在火花或电弧刚刚发生之后将要确定的触发角；

α_Lim是图7中的线与零峰值电压相遇处的触发角，即，在图7的示例中，α_Lim约为160°；

α_x是将要从α_Lim中减去以获得α₁的触发角；

A、B、C和D是取决于电流密度J的值的系数，这将在下面进行描述。

图7中的曲线29、30、31和32可以通过计算机仿真或通过找到相应的数学表达式来确定。曲线是线性的，因此α₁可以表示为：

可以证明α_x(等于u_set/m)可以由方程(2)表示：

系数A、B、C和D通过线性回归确定并且被发现为：

A＝a₂·J²+a₁·J+a_o>

B＝b₂·J²+b₁·J+b_o>

C＝c₂·J²+c₁·J+c_o>

D＝d₂·J²+d₁·J+d_o>

作为示例，小写的系数可以是：

由于相对目标峰值电压u_set可以写成

方程(2)也可写为

对于给定的电源和静电除尘器，U_nom和J(以及系数A、B、C和D)具有已知的和固定的值。典型地，回退水平l_set也将会已经被选择为固定值，使得在火花之前的峰值电压U_bef和残余电压U_r是唯一的变量。这意味着方程(7)也可以写为

α_x＝(K₁·U_r+K₂)·U_bef，>

其中

以及

从方程(1)，可以看出，所需的触发角α₁可以被计算为

α₁＝α_ldm-α_x＝α_ldm-(K₁·U_r+K₂)·U_bef·>

因此，如下面关于图10所描述的，上述系数和方程可以与参数U_nom、J和目标回退水平l_set一起被包括在基于微处理器的自动控制单元的软件中。由于控制单元测量火花之前的峰值电压(U_bef)和火花之后几毫秒的残余电压U_r，所以可以根据方程(11)计算在火花之后的第一晶闸管触发中使用所需的触发角α₁。

图10示出了自动控制单元50的实施例的框图，该自动控制单元50能够计算在火花或电弧发生之后的第一晶闸管触发中将要使用的所需触发角α₁。在正常操作期间，即，没有任何火花或电弧发生的情况下，自动控制单元50与图3中的自动控制单元7相类似地使用对来自电源的平均输出电流进行的闭环控制，来确定在线路频率的每半个周期中要使用的触发角的值，以便执行逐渐增大静电除尘器电压直到发生新的火花所需的控制动作。指示输出电流的信号(mA)由图3的电阻器14输送到自动控制单元50，在那里该信号在接口电路16中被滤波以获得输出电流的平均值，该平均值可以用作PI(比例积分)控制器17中的反馈信号。控制器的设定点或参考信号是斜波，该斜波的斜率是在参考信号发生器18中计算的，并且该斜波与指示输出平均电流的信号在减法器电路19中结合起来以便将火花率保持在设定值。PI控制器17的输出是被发送到图3的触发电路系统8的触发角(α)，该触发电路系统8产生要施加到晶闸管控制器6的两个触发脉冲。

进一步地，表示静电除尘器电压的信号(kV)由图3的分压器15输送到自动控制单元50，在那里该信号在接口电路16中被滤波，以确定在线路频率的每个半周期中的输出电压的峰值(U_peak)。然后，峰值被存储在存储器51中以供以后使用。

然而，当发生击穿，即，火花或电弧时，这在击穿检测器52中从指示静电除尘器电压的信号(kV)中检测到，然后，作为结果，击穿检测器52指示计算单元53计算触发角α₁，触发角α₁可以在击穿之后的第一晶闸管触发中被使用。计算单元53从存储器51读取火花之前的峰值电压(U_bef)的值，并从接口电路16读取火花之后几毫秒的残余电压U_r的值，然后可以根据方程(11)计算所需的触发角α₁。

在一个实施例中，上述系数和方程可以连同参数U_nom、J和目标回退水平l_set一起被包括在计算单元53的软件中，使得所需的触发角α₁可以直接基于火花前的峰值电压(U_bef)和残余电压U_r的值计算出来。

可替代地，可以针对火花之前的峰值电压(U_bef)和残余电压U_r的不同值来预先计算所需的触发角α₁，并将该触发角α₁存储在查找表54中。当检测到击穿时，计算单元53从存储器51读取的火花之前的峰值电压(U_bef)的值和从接口电路16读取火花之后几毫秒的残余电压U_r的值，然后可以在查找表54中找到所需的触发角α₁。

击穿检测器52还控制开关55，开关55在击穿的情况下打开对来自电源的平均输出电流进行的正常闭环控制，在正常操作下确定在线路频率的每个半周期中将要使用的触发角的值。作为替代，由计算单元53确定的触发角α₁现在可以被发送到图3的触发电路系统8，该触发电路系统8产生将要被施加到晶闸管控制器6的触发脉冲，用于在击穿之后的第一晶闸管触发。

在第一晶闸管触发之后，控制单元50可以基于在参考信号发生器18中计算的新的斜波斜率恢复到对静电除尘器的平均电流进行的闭环控制。然而，在一些情况下，如果通过测量在使用α₁的第一电流脉冲(图9中的44)之后获得的残余电压U_r，可以以与α₁相同的方式计算第二触发角α₂，这可能是有利的。因此，另一个实施例是以类似的方式计算第二触发角α₂，然后恢复到对静电除尘器的平均电流进行的闭环控制。

如上所述，在一些情况下，电弧可以在静电除尘器内部发生，在这种情况下，只要存在浪涌电流则气体击穿后的残余电压就保持非常低，这可以持续线路频率的几个半周期。电弧的发生可以由击穿检测器52根据表示静电除尘器电压的信号(kV)检测出来，例如，通过检查在首先被认为是火花的事件之后第一晶闸管触发之后电压是否保持非常低。如果电压如图9所示那样增大，则该击穿是火花，但是如果在晶闸管触发之后电压保持在非常低的水平，则似乎已经发生了电弧。在电弧的情况下，可以引入阻塞周期作为预防措施，该阻塞周期即所谓的“猝灭时间(quench time)”，其长达几个半周期，即，两个至四个半周期，在该阻塞周期中晶闸管不被触发。通常，猝灭时间可以是20ms。在猝灭时间过去之后，可以以与火花的情况类似的方式执行电压恢复，并且其中在猝灭时间中的残余电压U_r被测量并且用于计算第一触发角α₁。

图11示出了说明控制用于静电除尘器的高压电源的方法的流程图。步骤101是在高压电源的正常操作下，即，在没有发生任何击穿的情况下，在线路频率的每个半周期中执行的，在该步骤101中，在该半周期中的静电除尘器电压的峰值在图10的接口电路16中确定。然后，在步骤102中将确定的峰值电压存储在存储器51中。在步骤103中，检查在该半个周期中击穿检测器52是否检测到击穿。如果不是这种情况，则在线路频率的后半个周期中重复以上步骤。

然而，如果在步骤103中检测到击穿，则在步骤104中由接口电路16确定在击穿之后的残余电压U_r。然后，所确定的残余电压U_r与从存储器51读取的击穿前峰值电压U_bef一起被提供给计算单元53，并且计算单元53在步骤105中基于值U_r和U_bef确定在击穿之后使用的新触发角α₁。如上所述，这可以通过例如以下操作来完成：通过将先前描述的系数和方程包括在计算单元53中，使得可以基于火花之前的峰值电压(U_bef)和残余电压U_r的值直接计算所需的触发角α₁；或者通过将针对火花之前的峰值电压(U_bef)和残余电压U_r的不同值所需的触发角α₁的预先计算出的值存储在查找表54中。然后，所确定的触发角α₁在步骤106被发送到触发电路系统8，并且在步骤107中，以该触发角α₁来触发晶闸管控制器6的晶闸管。

控制单元50现在可以恢复基于在参考信号发生器18中计算的新的斜波斜率来对静电除尘器的平均电流进行的闭环控制。然而，在一些情况下，如果可以通过测量使用α₁的第一电流脉冲(图9中的44)之后获得的残余电压U_r，来以与α₁相同的方式计算第二触发角α₂，可能是有利的。在这种情况下，可以重复步骤104至107以类似的方式计算第二触发角α₂，然后恢复对静电除尘器的平均电流进行闭环控制。

如所述的那样，击穿可以是火花或电弧。为了区分这两种类型，流程图100可以用下面描述的流程图200中所示的步骤继续下去。在步骤107中晶闸管的触发之后，在步骤201中，通过击穿检测器52根据指示静电除尘器电压的信号(kV)确定所产生的静电除尘器电压。基于该结果，在步骤202中检查击穿是火花还是电弧。如果电压如图9所示那样增大，则击穿是火花，并且可以通过恢复基于在参考信号发生器18中计算的新斜波斜率对静电除尘器的平均电流进行的闭环控制来继续该方法。然后，在线路频率的下一个半周期中在步骤101中继续执行该方法。

然而，如果在晶闸管触发之后电压保持在非常低的水平，则似乎发生了电弧，并且在晶闸管的下一次激发之前，例如，20ms长的所谓的猝灭时间被插入到步骤203中。在猝灭时间中，在步骤204中测量残余电压U_r并且将其用于计算第一触发角α₁。基于该残余电压U_r和先前的峰值电压U_bef，计算单元53现在可以在步骤205中以与上述步骤105相同的方式确定在猝灭时间过去之后将要使用的新的触发角α₁。然后在步骤206中，所确定的触发角α₁被发送到触发电路系统8，在步骤207中，以该触发角α₁触发晶闸管控制器6的晶闸管。

换句话说，这里公开了一种对用于静电除尘器的高压电源进行控制的方法，其中高压电源包括变压器-整流器组、半导体开关控制器、触发电路系统以及控制单元，其中变压器-整流器组包括高压变压器和高压桥式整流器，高压变压器的初次侧可连接到具有线路频率的交流工业主电源网，高压桥式整流器连接到所述高压变压器的次级侧并被配置为向静电除尘器供应经整流的高压；半导体开关控制器布置在高压变压器的初级侧，并且被配置为对高压电源的输出电力水平进行控制；触发电路系统被配置成向半导体开关控制器提供触发脉冲；控制单元被配置为确定触发脉冲的触发角并且相应地控制触发电路系统。该方法包括以下步骤：在静电除尘器的正常操作期间，在线路频率的每个半周期内测量静电除尘器上的峰值电压值；存储测量的峰值电压值；检测在静电除尘器中电击穿的发生；当检测到击穿时，测量静电除尘器上的残余电压；确定在发生击穿之后的第一半周期中提供给半导体开关控制器的触发脉冲的触发角，其中触发角是基于触发角与最近存储的测量峰值电压值和测量的残余电压之间的预定关系根据最近存储的测量峰值电压值和测量的残余电压确定的；以及向半导体开关控制器提供具有所确定的触发角的触发脉冲。

当测量了正好在击穿之前的峰值电压和刚好在击穿之后的残余电压时，并且从这些测量值和它们与适当的触发角之间的预定关系确定新的触发角时，可以实现静电除尘器的改善的电压恢复。

在一些实施例中，该方法还包括以下步骤：通过在静电除尘器和变压器-整流器组的模型上执行计算机仿真，来确定触发角与最近存储的测量峰值电压值和测量的残余电压之间的预定关系。这允许对关系的确定是相对精确的。可替代地，可以基于对电源和静电除尘器的部件执行的测量来确定预定关系。

该方法还可以包括以下步骤：通过一组线性函数来近似预定关系，其中每个线性函数定义目标峰值电压值与测量出的残余电压的一个值的触发角之间的近似关系。这种近似简化了对期望触发角的确定。

该方法还可以包括以下步骤：提供表示每个线性函数的数学表达式，使得可以使用数学表达式从最近存储的测量的峰值电压值和测量的残余电压计算触发角。这允许由计算单元计算触发角。

在这种情况下，该方法还可以包括以下步骤：当已经检测到击穿时，使用数学表达式根据最近存储的测量峰值电压值和测量的残余电压在线计算触发角。

可替代地，该方法可以进一步包括以下步骤：使用数学表达式预先计算针对击穿之前峰值电压和残余电压的不同值的触发角；将预先计算的触发角值与击穿之前的峰值电压和残余电压的对应值一起存储在查找表中；以及当检测到击穿时，从查找表读取与最近存储的测量的峰值电压值和测量的残余电压对应的预先计算的触发角值。

在一些实施例中，该方法还可以包括以下步骤：在静电除尘器的正常操作下使用对来自电源的平均输出电流进行的闭环控制，确定在线路频率的每个半周期中使用的触发角的值；当检测到击穿时，打开闭环控制；根据最近存储的测量的峰值电压值和测量的残余电压确定触发角；以及向半导体开关控制器提供具有所确定的触发角的第一触发脉冲。

在这种情况下，该方法还可以包括以下步骤：当已经用第一触发脉冲触发半导体开关控制器时，恢复对来自电源的平均输出电流进行的闭环控制，以确定在线路频率的每个半周期中要使用的触发角的值。

可替代地，该方法还可以包括以下步骤：当已经用第一触发脉冲触发半导体开关控制器时，根据最近存储的测量的峰值电压值和在第一触发脉冲之后测量的残余电压确定另一个触发角；向半导体开关控制器提供具有所确定的另一个触发角的第二触发脉冲；以及当已经用第二触发脉冲触发半导体开关控制器时，恢复到对来自电源的平均输出电流进行的闭环控制，以确定在线路频率的每个半周期中使用的触发角的值。

在一些实施例中，该方法还可以包括以下步骤：通过测量电源的输出电压来确定检测到的击穿是火花还是电弧；如果检测到的击穿是电弧，则插入等于几个半周期的阻塞周期，其中半导体开关控制器不被触发；在阻塞周期之后确定在电弧发生之后的第一个半周期中提供给半导体开关控制器的触发脉冲的触发角，其中触发角根据最近存储的测量的峰值电压值和在阻塞周期期间测量的残余电压来确定；以及向半导体开关控制器提供具有所确定的触发角的触发脉冲。以这种方式，确保仅在电弧的情况下插入阻塞周期，从而在火花的情况下允许快得多的电压恢复。

一种高压电源包括变压器-整流器组、半导体开关控制器、触发电路系统以及控制单元，其中变压器-整流器组包括高压变压器和高压桥式整流器，高压变压器的初次侧可连接到具有线路频率的交流工业主电源网，高压桥式整流器连接到高压变压器的次级侧并被配置为向静电除尘器供应经整流的高压；半导体开关控制器布置在高压变压器的初级侧，并且被配置为对高压电源的输出电力水平进行控制；触发电路系统被配置成向半导体开关控制器提供触发脉冲；控制单元被配置为确定触发脉冲的触发角并且相应地控制触发电路系统。控制单元包括击穿检测器、接口电路、存储器以及计算单元，其中击穿检测器被配置为检测静电除尘器中的电击穿的发生；接口电路被配置为在静电除尘器的正常操作期间在线路频率的每个半周期中测量静电除尘器上的峰值电压值，以及当检测到击穿时测量静电除尘器上的残余电压；存储器被配置为存储测量的峰值电压值；以及计算单元被配置为确定在击穿发生之后的第一个半周期中将要提供给半导体开关控制器的触发脉冲的触发角，其中计算单元还被配置为：基于触发角与最近存储的测量的峰值电压值和测量的残余电压之间的预定关系，根据最近存储的测量的峰值电压值和测量的残余电压来确定触发角。

当刚好在击穿之前的峰值电压和刚好在击穿之后的残余电压被测量，并且从这些测量值和它们与适当的触发角之间的预定关系确定新的触发角时，可以实现静电除尘器的改善的电压恢复。

在一些实施例中，通过在静电除尘器和变压器-整流器组的模型上的计算机仿真，来确定触发角与最近存储的测量的峰值电压值和测量的残余电压之间的预定关系。这允许该关系被令人满意地确定。可替代地，可以基于对电源和静电除尘器的部件执行的测量来确定预定关系。

该预定关系可以通过一组线性函数近似，其中每个线性函数为测量的残余电压的值定义目标峰值电压值与触发角之间的近似关系。这种近似简化了对期望触发角的确定。

计算单元可以被配置为使用表示每个所述线性函数的数学表达式从最近存储的测量峰值电压值和测量的残余电压计算触发角。

在这种情况下，计算单元可以被配置为当检测到击穿时使用数学表达式从最近存储的测量峰值电压值和测量的残余电压在线计算触发角。

可替代地，控制单元还可以包括查找表，其中存储有针对击穿之前的峰值电压和残余电压的不同值使用数学表达式预先计算的触发角值；并且计算单元被配置为当检测到击穿时从查找表读取与最近存储的测量峰值电压值和测量的残余电压对应的预先计算的触发角值。

在一些实施例中，控制单元还被配置为：在静电除尘器的正常操作下使用对来自电源的平均输出电流进行的闭环控制，确定在线路频率的每个半周期中使用的触发角的值；当检测到击穿时，经由开关打开闭环控制；在计算单元中根据最近存储的测量的峰值电压值和测量的残余电压确定触发角；以及经由开关向半导体开关控制器提供具有所确定的触发角的第一触发脉冲。在这种情况下，控制单元还可以被配置为：当已经用第一触发脉冲触发半导体开关控制器时，恢复对来自电源的平均输出电流进行的闭环控制，以确定在线路频率的每个半周期中要使用的触发角的值。

可替代地，控制单元还可以被配置为：当已经用第一触发脉冲触发半导体开关控制器时，根据最近存储的测量的峰值电压值和在第一触发脉冲之后测量的残余电压确定另一个触发角；向半导体开关控制器提供具有所确定的另一个触发角的第二触发脉冲；以及当已经用第二触发脉冲触发半导体开关控制器时，恢复对来自电源的平均输出电流进行的闭环控制，以确定在线路频率的每个半周期中使用的触发角的值。

在一些实施例中，控制单元还可以被配置为：通过测量电源的输出电压来确定检测到的击穿是火花还是电弧；如果检测到的击穿是电弧，则插入等于几个半周期的阻塞周期，其中半导体开关控制器不被触发；在阻塞周期之后确定在电弧发生之后的第一半个周期中提供给半导体开关控制器的触发脉冲的触发角，其中触发角根据最近存储的测量的峰值电压值和在阻塞周期期间测量的残余电压来确定；以及向半导体开关控制器提供具有所确定的触发角的触发脉冲。以这种方式，确保仅在电弧的情况下插入阻塞周期，从而在火花的情况下允许快得多的电压恢复。

在一些实施例中，半导体开关控制器是包括一组反向并联耦合的晶闸管的晶闸管控制器。

静电除尘器设备可以包括如上所述的静电除尘器和高压电源。

尽管已经描述和示出了本发明的各种实施例，但是本发明不限于此，而是还可以在所附权利要求中限定的主题的保护范围内以其他方式实施。