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作者：刘宁燕山大学

学位级别：硕士

静电除尘器在工业中,尤其在钢铁厂或电厂,从环保的角度,有着至关重要的作用。随着环保标准变得越来越严格,过去的工频静电除尘器已经濒临淘汰。高频高压静电除尘电源显得优势更加明显。它可以提高电源的效率,提高除尘器效率,降低电源耗... 详细信息

静电除尘器在工业中,尤其在钢铁厂或电厂,从环保的角度,有着至关重要的作用。随着环保标准变得越来越严格,过去的工频静电除尘器已经濒临淘汰。高频高压静电除尘电源显得优势更加明显。它可以提高电源的效率,提高除尘器效率,降低电源耗电量等。本文以秦皇岛桑格电气有限公司的产品软稳高频高压静电除尘电源为实验平台,阐述对除尘电源控制系统的研究,内容如下:首先,介绍了静电除尘器的工作原理,然后介绍高频高压静电除尘电源相比于其他除尘器电源的优点,指出静电除尘器电源的发展方向。具体指出高频高压静电除尘电源的核心部分如何工作。并简单介绍了针对高频高压静电除尘电源的具体控制方式。其次,对如何使用STM32产生可以驱动高频高压静电除尘电源的高频信号PFM进行了深入的研究。并对如何实现驱动信号的同步和频率的自动改变进行了详细的阐述,对信号频率改变时产生的波形不完整和累计正脉冲个数不同等问题进行了逐一排除。详细说明了除尘器控制系统中如何实现闭环控制和闪络控制:使用增量式PI控制输出电压,达到闭环控制的目的;通过输出电压和输出电流判断闪络发生与否;设计合理的闪络处理方式。在具体的控制环节,给出相应的控制程序流程图。最后,对课题的研发成果进行了总结与展望,并指出了工作中的不足之处。

关键词：高频高压电源 IGBT控制闪络控制 STM32

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静电除尘用脉冲电源控制系统设计

静电除尘用脉冲电源控制系统设计

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作者：桂斌江苏科技大学

学位级别：硕士

近年来,随着我国烟尘排放标准日益提高以及环保政策更加严格的影响,一般的除尘电源已无法满足高比阻粉尘除尘效率和节能指标的要求。工频静电除尘电源和高频静电除尘电源输出电压类型为直流高压,而静电除尘脉冲电源输出电压是直流叠加... 详细信息

近年来,随着我国烟尘排放标准日益提高以及环保政策更加严格的影响,一般的除尘电源已无法满足高比阻粉尘除尘效率和节能指标的要求。工频静电除尘电源和高频静电除尘电源输出电压类型为直流高压,而静电除尘脉冲电源输出电压是直流叠加脉冲形式,能够有效的抑制反电晕现象,并具有节能优势,上述特点决定了静电除尘脉冲电源是静电除尘器供电的理想方式,在除尘、净化烟气等方面都有应用前景,是静电除尘电源重大的技术革新,也是静电除尘电源的发展趋势。本论文研究并设计了一款用于静电除尘的大功率脉冲电源,主要研究内容如下:1.研究了静电除尘用脉冲电源的脉冲产生原理。计算并推导了脉冲一次侧各元件电压与一次侧回路的脉冲电流、电压的表达式,以及电除尘器上脉冲电压、脉冲电流和脉冲功率的表达式,并仿真验证了表达式的准确性。2.研究了静电除尘脉冲电源的功率电路的整体结构。在分析电源电路工作特性的基础上,计算了功率器件的详细参数并确定了功率器件的选型,重点计算并确定了脉冲前置电路和脉冲发生电路器件的选型。3.研究并分析了静电除尘脉冲电源的控制电路整体结构。在脉冲静电除尘电源可正常工作的情况下,设计了基于DSP和FPGA的主控板,分析了静电除尘脉冲电源可能发生的故障,设计了模拟和数字信号处理板。4.设计了静电除尘脉冲电源的软件程序。分析了基于TMS320F28335的PWM波产生和ADC采样原理,设计了电源保护系统;设计了故障类型快速判断的软件算法,并根据闪络原理对闪络处理进行了详细的软件设计。5.针对电除尘器负载状态异常多变以及静电除尘脉冲电源系统建模困难的问题,提出了一种基于特征建模的静电除尘脉冲电源控制方法。该方法结合电源的性能指标,采用误差类特征量进行特征建模,实现了对静电除尘脉冲电源输出电压的精确控制。

关键词：静电除尘静电除尘脉冲电源高比电阻闪络控制特征建模

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电除尘器高压脉冲电源研究与应用

电除尘器高压脉冲电源研究与应用

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作者：蒋文江苏大学

学位级别：硕士

我国工业领域广泛采用电除尘器(Electrostatic Precipitators,ESP)进行烟尘治理,高压电源作为关键设备,其运行参数及控制策略是影响电除尘器性能的主要因素之一。为进一步降低烟尘排放及电能消耗,对先进高压电源系统进行研究成为电除尘... 详细信息

我国工业领域广泛采用电除尘器(Electrostatic Precipitators,ESP)进行烟尘治理,高压电源作为关键设备,其运行参数及控制策略是影响电除尘器性能的主要因素之一。为进一步降低烟尘排放及电能消耗,对先进高压电源系统进行研究成为电除尘器行业的工作重点。近年来,随着我国电力电子技术的飞速发展,高压脉冲电源以其输出电压峰值高、微秒级窄脉冲供电等优点,已经成为电除尘器高压设备的重点研究对象,极大地提高了电除尘器的能效水平,很好地满足了我国超低排放标准要求。本文主要研究了高压脉冲电源的结构组成及其运行原理,对其主电路结构和控制系统进行了设计和研究,并通过现场试验对高压脉冲电源的除尘效率、能耗水平、关键器件温升等一系列指标进行了严格论证。(1)高压脉冲电源基于电压叠加技术设计,由一个直流高压源和一个脉冲源组成。直流高压源采用高频逆变技术设计,具有动态响应速度快、转换效率高等优点;脉冲源选取串联双模块结构,可以显著降低后级电路器件的电压应力,提高了设备可靠性。在除尘器已存在直流高压源供电的基础上,脉冲源输出的脉冲高压同时加在电除尘器上,此时电除尘器电场电压可以达到140k V,瞬时功率达到30MW,脉冲宽度只有75μs,保证了电场超高的电荷浓度,从而可以大幅提高除尘效率,实现PM10、PM2.5等微细颗粒物及高比电阻烟尘的深度净化。(2)高压脉冲电源采用TI公司DSP芯片TMS320F28335构建控制系统,负责数据处理与逻辑算法的实现,具有运算速度高、控制方式灵活等特点。本文研究了高压脉冲电源的运行控制模式及闪络控制策略,选取脉冲间歇供电方式,可以自动调整输出电压和输出电流,实现参数动态优化。同时根据电除尘器系统特点,设计开发了数据采集及安全保护机制,数据采集速率达10MHz,实现了电压电流波形的实时采集存储及工作过程的实时监控,能够对变压器超温、过流、二次短路等异常情况进行快速响应,提高了系统可靠性,满足恶劣工况下的稳定运行要求。(3)搭建高频高压脉冲电源试验平台,验证设备安全性及性能试验,运行结果表明高压脉冲电源的各项运行参数均达到了设计指标要求。相比较于常规高压电源,高压脉冲电源的瞬态输出峰值电压≥120k V,在额定功率下关键器件温升(IGBT、脉冲变压器)不超过35℃,可减少微细颗粒物排放20%～70%,节约电能30%～80%,适合电除尘器的后级电场配套,很好地满足了从300MW到1000MW不同容量机组的运行需求。

关键词：高压脉冲电源 LCC谐振变换器对称式叠加技术电压控制闪络控制数据采集温升试验节能减排

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