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在火力发电厂等产生大量烟尘的企业中,静电除尘器被广泛应用于烟尘处理。绝大部分的静电除尘器由工频电源供电,这种电源技术成熟,应用广泛,但体积重量大、除尘效率较低,电能利用率也不高,越来越不符合节能环保的要求.高频高压除尘电源可以弥补其不足,其体积和重量大大减小,更重要的是,具有很高除尘效率和电能利用率,因此,这种电源开始引起研究者的关注并逐步发展起来。本文探讨了高频除尘电源的关键技术,说明了具体的设计过程,并完成了样机的制作。
本文详尽地分析了静电除尘用高频高压直流电源的工作原理。从高频升压变压器的特点出发,指出高频电源以串并联LCC谐振方式工作的必然选择;结合工程应用实际,分空载和负载两种情形,推导出谐振电压和电流的数学表达式,描绘了不同谐振状态下电路的工作过程,并在此基础上解释了软开关的工作原理。以电源的实际运行模型为限制条件,推导了确定谐振参数的新方法,使参数的选择更加简便、快捷,同时给出了根据谐振波形计算谐振参数的方法.最后,利用仿真软件,分析了负载电阻大小、工作频率、方波导通脉宽等对电源系统的影响,为电源调压控制方式的选择提供了依据。
本文阐述了高频电源的功率回路和控制系统的设计过程.采用三相整流-高频全桥逆变-LCC串并联谐振-高频变压器升压-整流输出的设计思路,对各个功率环节采用的电路结构、选择的开关器件进行了具体的说明,其中对IGBT逆变环节的设计介绍得尤为详尽。设计了以DSP为控制核心的高频电源控制系统,在负载电阻固定的前提下,设计了恒流控制和过流过压保护功能,从硬件和软件两个方面介绍了控制电路的结构、控制的原理、程序的编写、保护方式的选择,并充分考虑了实际静电除尘器负载的特殊性和不同之处。本文的结果是所制作的80kW/80kV的高频电源样机。限于绝缘条件和三相电源功率的限制,在试验中最大电压达到60kV,功率达到50kW。通过实验验证了高频电源的工作原理,控制和保护的有效性,以及高频电源的高效率。