静电除尘用直流叠加高频脉冲电源的研究

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目前我国现代工业发展迅猛,粉尘造成的空气污染越来越严重,而诸多的基础工业都排放粉尘。因此,除尘设备成为了这些工厂的必备,静电除尘设备是目前国际上公认的高效除尘装置,其中高压电源系统是静电除尘设备的主要电气部分,其输出电压直接影响到除尘效果,是能量传递的关键。相对于已有的工频电源和高频电源,直流叠加高频脉冲电源属于脉冲电源,采用间歇供电方式,能有效抑制反电晕,提高除尘效率,适用范围广泛,成为了国内外静电除尘电源领域最新研究热点。  本文提出了一种静电除尘用直流叠加高频脉冲电源设计新方法,主要开展了电源系统结构设计、脉冲发生电路的建模与分析、所需脉冲变压器设计、电源系统模糊控制器设计与仿真、以及电源控制系统的软硬件设计与试验等研究工作,具体内容如下:  首先,在高频电源的基础上提出了一种静电除尘用直流叠加高频脉冲电源的设计方法,并对电源主电路的设计作了具体研究。对其中脉冲发生电路的 RLC串联谐振回路进行建模分析,并通过理论分析推导公式,设计电路中重要参数和脉冲变压器参数。此外,采用MATLAB/SIMULINK仿真脉冲发生电路,并得到仿真实验结果,表明了本文设计方法的有效性。  其次,根据前文得到的脉冲变压器的设计参数,设计了电源主电路所需脉冲变压器。包括计算等值路线参数、确定变压器结构、选择绝缘、选取绕组导线和铁芯等,并计算漏感和温升,以确保符合设计要求。经过分析企业研制的实际产品参数,表明了此设计方法具有一定的指导意义。  再次,以静电除尘用直流叠加高频脉冲电源为研究对象,设计了一种新颖的模糊控制器,通过调节PWM波的占空比改变IGBT开关周期和时长,以控制加载到静电除尘器上的脉冲电压幅值。MATLAB仿真结果表明了使用模糊控制器时系统响应更快、更稳定。  最后,参与研制了实际的直流叠加高频脉冲电源的控制系统,分析了硬件电路板的结构和功能,设计了控制软件的流程,包括火花率控制和故障处理等。对公司生产的电源控制系统进行厂内试验,试验结果表明了所研制的控制系统的可行性。
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