静电除尘用直流叠加脉冲电源相关技术研究

发布时间：2020-03-27 22:55

【摘要】：近年来,随着工业的不断发展及生产规模的不断扩大,粉尘排放造成的环境污染问题愈加突出。静电除尘器可有效降低空气中粉尘的排放浓度,而除尘器电源是影响除尘器除尘效率的主要因素。目前使用较广泛的除尘器电源为工频和高频直流电源,但工频电源存在体积大、成本高和输出电压波动大等缺点;高频直流电源虽在设备体积、成本及输出电压波动方面有所改进,但对比电阻较大的粉尘易造成反电晕现象,降低了除尘效率。鉴于此,本文针对提高除尘器除尘效率的要求,在传统工频及高频直流电源的基础上,给出了一种高效的直流叠加脉冲电源结构并对相关技术进行了研究。本文所设计电源的基本参数为:直流基础电压60kV;脉冲电压为峰值80kV、脉宽100μs、重复频率150Hz的半正弦波形,直流叠加脉冲后峰值电压为140kV;负载等效为电容与电阻并联结构。高压直流电源部分包括三相工频整流、高频全桥逆变、高频变压器升压及二次整流等电路单元。考虑到开关管工作在高频情况下的开关损耗,在直流电源中引入谐振变换器,使开关管工作于软开关状态,以此来消除开关管的开关损耗。然后,确定直流电源主电路的工作模式,推导出相应的调压特性,并利用matlab对电路的工作状态进行仿真,验证了理论推导的正确性。脉冲电源部分采用RLC串联振荡方式产生脉冲电压,利用负载的等效电容及脉冲变压器的漏感组成振荡元件,在除尘器负载两端产生正弦脉冲电压。在时域内对电路进行理论分析,得出电路中各元件的参数,并利用matlab对电路的工作状态进行仿真,验证了理论分析的正确性。高频直流电源和脉冲电源分别通过耦合电抗器和耦合电容器并联至负载两端。变压器设计部分包括高压直流电源部分高压高频变压器设计和脉冲电源部分脉冲变压器设计,根据相关设计参数选择变压器的磁芯材料及结构尺寸,并对绕组及绝缘参数进行设计,最后对其温升及分布参数行进校验。
【图文】：

第 2 章 高频高压直流电源出功率，，将各参数代入化简得：204 ( )AB r Cr s o L u C u t f u R将上式 中的电压、频率及负载电阻分别以ABu 、 1 2r r rf L C r r L C为基准值进行归一化化简得：2_ 0 _ _ _2( )Cr n L n s n oa nu t R f u 将式(2-9)代入上式化简得： _ __ __122 2oa n oa nL n s noa nu uR fk u (2中：oa _n ou u nE；s _n s rf f f； 2L _n L rR R n z；p rk C C。下面根据式(2-13)利用 matlab 绘出不同 k 值情况下直流电源的调压特性，即当电路参数确定时开关管的开关频率与输出电压的关系。

如图2-14 所示。图 2-14 谐振电流最大值Fig. 2-14 Resonant current maximum由图 2-14 得，当 k 值一定时，谐振回路谐振电流最大值随输出电压比的增大先增大后减小。当输出电压比一定，k 取值位于 0.2 至 2 之间时，谐振电流最
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X701.2;TN86

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本文编号：2603511