电除尘用直流叠加脉冲电源设计

发布时间：2017-08-03 15:37

  本文关键词：电除尘用直流叠加脉冲电源设计

  更多相关文章： 静电除尘 直流叠加脉冲 谐振技术 高频高压

【摘要】：电除尘技术因具有除尘效率高、适应范围广、运行费用低、安全可靠、使用维护方便且无二次污染等优点而广泛应用到工业烟尘排放领域。电除尘用高压供电电源是电除尘器的重要组成部分,传统的电除尘用直流供电电源为电除尘器持续施加维持在击穿电压点附近的高压,在处理高比电阻粉尘时容易产生反电晕和火花放电现象,使除尘效率大幅下降。理论和实践证明：脉冲供电电源可提高电场的击穿电压和峰值电场强度,降低平均荷电电压和平均电场强度,能有效地抑制高比电阻粉尘引发的反电晕现象,大幅提高除尘效率,还能节约能耗,减小除尘器的收尘面积和本体成本,已成为当今电除尘供电电源的主要发展趋势之一。本文设计了一台电除尘用高频直流叠加脉冲电源,可通过不同的控制方式实现直流供电、脉冲供电和直流叠加脉冲供电三种输出方式,电源主要技术指标：直流高压输出电压：10kV～30kV连续可调,额定输出电流140 mA：脉冲最高峰值电压输出30 kV,脉冲宽度为毫秒至微秒级,脉冲重复频率为100 Hz。本文提出了直流高压发生电路串联脉冲高压发生电路的主电路拓扑,重点阐述了初级整流电路、高频逆变谐振电路、高频高压变压器和直流叠加脉冲形成回路的设计思路、方法和仿真验证;为实现开关管的软开关技术,对逆变谐振电路选择的LCC谐振变换器的工作模态进行了理论分析,利用数学方法对其进行稳态分析,并给出了LCC谐振参数的设计方法和仿真验证；控制系统设计是以dsPIC33F为数字信号控制器的控制电路,完成系统过压、过流等故障检测和保护,并对目前主流除尘电源控制方式进行了总结,选择了适合本电源的PFM与脉冲控制相结合的控制方式；最终,完成了电源样机的制作以及整机调试,并通过电除尘实验证明此电源拓扑设计及控制方式的可行性。
【关键词】：静电除尘 直流叠加脉冲 谐振技术 高频高压
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X701.2;TM46
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 绪论7-15
• 1.1 课题的背景及研究目的7-8
• 1.2 静电除尘概述8-9
• 1.3 ESP电源的发展及现状9-14
• 1.3.1 工频高压电源10-11
• 1.3.2 高频高压电源11-12
• 1.3.3 脉冲高压电源12-14
• 1.4 本文的研究内容14-15
• 2 直流叠加脉冲电源主电路拓扑设计15-33
• 2.1 设计的重点和难点15-17
• 2.2 主回路拓扑结构17-18
• 2.3 初级整流滤波电路18-19
• 2.4 高频逆变谐振电路19-25
• 2.4.1 高频逆变电路结构19-20
• 2.4.2 IGBT驱动电路20-23
• 2.4.3 软开关变换器选择23-25
• 2.5 高频高压变压器25-29
• 2.5.1 主要参数计算27-28
• 2.5.2 绕组结构设计28
• 2.5.3 绝缘及散热设计28-29
• 2.6 直流叠加脉冲形成回路29-32
• 2.6.1 直流高压整流电路29
• 2.6.2 脉冲高压倍压电路29-30
• 2.6.3 直流叠加脉冲主回路仿真分析30-32
• 2.7 本章小结32-33
• 3 LCC串并联谐振软开关技术研究33-47
• 3.1 LCC谐振变换器的工作模态33-36
• 3.2 LCC谐振变换器的稳态电路分析36-44
• 3.2.1 等效电路37-39
• 3.2.2 数学模型39-40
• 3.2.3 特性分析40-44
• 3.3 LCC谐振变换器参数设计44-46
• 3.3.1 LCC谐振变换器参数设计方法44-45
• 3.3.2 LCC谐振变换器仿真45-46
• 3.4 本章小结46-47
• 4 系统主控单元及样机实验47-61
• 4.1 主控单元47-49
• 4.1.1 主控芯片介绍48
• 4.1.2 控制电路供电电源48-49
• 4.2 控制系统软件设计49-52
• 4.2.1 控制方式49-50
• 4.2.2 系统软件设计50-52
• 4.3 直流叠加脉冲电源实验分析52-60
• 4.3.1 电源输出测量波形52-55
• 4.3.2 除尘实验测试55-60
• 4.4 本章小结60-61
• 结论61-63
• 参考文献63-67
• 附录A 实验实物图片67-68
• 致谢68-69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 雷盼灵;曾庆军;陈峰;;一种新型的静电除尘用脉冲高压电源设计[J];电子设计工程;2015年03期

2 张治国;谢运祥;袁兆梅;;LCC谐振变换器的电路特性分析[J];电工技术学报;2013年04期

3 刘福才;金书辉;赵晓娟;;LC串联谐振和LCC串并联谐振在高压脉冲电容充电电源中的应用比较[J];高电压技术;2012年12期

4 陈江辉;谢运祥;冀玉丕;吕金虎;;逆变器电路及其系统结构综述[J];微电机;2012年04期

5 周霞;王斯然;凌光;吕征宇;;三相桥式整流电路滤波电容的迭代计算[J];电力电子技术;2011年02期

6 罗廷芳;孟志强;;LCC串并联谐振充电高压脉冲电源设计[J];电子技术应用;2010年09期

7 禾志强;祁利明;;电除尘器高压脉冲供电研究[J];洁净煤技术;2009年04期

8 刘军;石健将;;静电除尘电源的发展[J];环境工程;2008年05期

9 董纪清;陈为;卢增艺;;开关电源高频变压器电容效应建模与分析[J];中国电机工程学报;2007年31期

10 高洪;齐虹;陈冲;;分布参数对静电除尘用高频高压电源的影响[J];电气应用;2007年03期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 蒋云峰;李连永;谢友金;柯岚;;ESP用脉冲高压电源研究[A];第十五届中国电除尘学术会议论文集[C];2013年

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 李卓函;高效电除尘器高压电源设计及节能优化控制[D];大连理工大学;2014年

2 刘志刚;电缆检测用高压发生器的拓扑及控制策略研究[D];大连理工大学;2013年

，

本文编号：615112