高压脉冲式除尘电源的研制

发布时间：2023-04-07 02:55

　　随着社会的发展,人们对生活环境的要求越来越高。然而大气污染变得日益严重,给人体健康、植物生长和气候变化带来很大影响。由于钢铁企业排放的烟尘是造成大气污染的主要原因之一,所以环保部门对钢铁企业制定了更为严格的烟尘排放标准。烟尘中含有大量的高比阻粉尘,其荷电粉尘放电速度慢,易在集尘极累积。若清理不及时,可能出现反电晕现象。老式除尘装置的除尘效果已不适应当前粉尘排放的要求,因为以往工频和高频除尘电源输出均为直流,在面对高比阻粉尘时显得较为乏力。而脉冲式电源能够有效抑制反电晕现象,因此脉冲电源在除尘应用方面有很大前景。本文设计的高压脉冲电源是利用脉冲变压器将低压侧产生的脉冲电压变换到高压侧,再与高压直流耦合之后加到除尘器上。由于本文设计的电源应用于大功率场合,在低压侧存在较大的电流。因此低压侧采用IGBT并联均流技术让多个IGBT共同分担大电流。同时利用Saber软件分析了影响IGBT并联不均流的静态和动态因素,并使用均流电路改善不均流现象。逆变部分采用移相全桥与变压器寄生参数构成串联谐振电路,既可以平滑的调节输出幅值,又能增大电源的工作效率。控制部分使用STM32作为主控制器,利用其超强的数...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题的研究背景
    1.2 电除尘的电特性
        1.2.1 电除尘的工作原理
        1.2.2 除尘效率的指标
        1.2.3 粉尘比电阻对除尘效率的影响
    1.3 高压除尘电源研究进展
        1.3.1 工频直流电源
        1.3.2 高频直流电源
        1.3.3 脉冲电源
    1.4 本文研究内容与创新点
    1.5 本章小节
第二章 高压脉冲电源主电路的设计与分析
    2.1 总体设计
    2.2 高压脉冲实现方式
    2.3 三相整流电路设计
    2.4 隔离变压器设计
    2.5 移相全桥变换器电路设计
        2.5.1 工作原理
        2.5.2 移相全桥电路分析
        2.5.3 移相全桥电路主要参数选择
        2.5.4 移相全桥仿真
    2.6 脉冲变压器设计
        2.6.1 脉冲变压器等效电路
        2.6.2 脉冲变压器参数计算
    2.7 控制硬件电路设计
        2.7.1 栅极驱动电路设计
        2.7.2 采样电路设计
    2.8 辅助电源设计
    2.9 本章小结
第三章 IGBT并联均流的设计
    3.1 影响IGBT并联均流静态不平衡特性分析
        3.1.1 饱和压降影响
        3.1.2 温度特性的影响
    3.2 影响IGBT并联均流动态不平衡特性分析
        3.2.1 驱动脉冲的影响
        3.2.2 栅极电阻的影响
        3.2.3 栅极分布电感、电容的影响
        3.2.4 工作结温影响
    3.3 改善不均流措施
    3.4 IGBT模块选型与缓冲电路设计
        3.4.1 IGBT类型选择
        3.4.2 RCD缓冲电路设计
    3.5 本章小结
第四章 脉冲电源的软件设计
    4.1 控制芯片介绍
    4.2 主程序设计
        4.2.1 脉冲串程序产生
        4.2.2 自检程序分析
        4.2.3 ADC模块采样程序设计
        4.2.4 火花放电检测
    4.3 数字PID模块设计
        4.3.1 增量式PID
        4.3.2 算法与程序实现
    4.4 检测与通讯模块设计
        4.4.1 浓度检测模块
        4.4.2 Modbus-RTU协议介绍
    4.5 VB上位机设计
        4.5.1 VB介绍
        4.5.2 监控设计
    4.6 本章小结
第五章 实验结果与分析
    5.1 脉冲电源组装与测试方案
    5.2 移相全桥电路测试与分析
    5.3 IGBT均流电路测试与分析
    5.4 高压脉冲测试与分析
    5.5 现场试验结果
    5.6 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
插图清单
表格清单
致谢
攻读硕士期间发表的学术论文及其它成果



本文编号：3784947