【摘要】：靜電除塵技術(shù)由于其除塵效率高、工況適應(yīng)性強、后期維護便利、安全可靠等優(yōu)點使該技術(shù)廣泛使用于工業(yè)粉塵處理行業(yè)中。高壓供電電源是除塵器中的核心部件,傳統(tǒng)的工頻高壓除塵電源耗材多、能量損耗大、除塵效率低、響應(yīng)速度慢等缺點使其已不能適應(yīng)當前的除塵需求。實踐和理論證明:脈沖電源能量集中、持續(xù)時間短、能耗低、電壓平均值小,能有效地防止處理高比阻粉塵所產(chǎn)生的反電暈現(xiàn)象,極大提高了除塵的效率。所以,脈沖電源成為今后除塵器供電電源的發(fā)展趨勢。本文設(shè)計了一臺電除塵用復合脈沖電源,將整個電源分為直流基礎(chǔ)電壓產(chǎn)生部分和脈沖產(chǎn)生部分。直流基礎(chǔ)電壓部分是建立在三相調(diào)壓電路的基礎(chǔ)上,調(diào)節(jié)可控硅的導通角就能得到不同電壓,通過計算和仿真驗證了該方案的可行性。為了實現(xiàn)高頻下的軟開關(guān)技術(shù),脈沖產(chǎn)生部分則需要采用LCC諧振變換器,本文采用電路時域方程,對LCC諧振變換器斷續(xù)電流下兩種工作模式的電壓、電流作了充分描述,并探討諧振參數(shù)對輸出電壓電流的影響,進一步優(yōu)化參數(shù)的選取,仿真的結(jié)果基本符合理論分析。此外,硬件電路的設(shè)計包括了調(diào)壓模塊的選擇、電壓電流采樣電路的設(shè)計、火花檢測電路等等。本文分析了當前除塵系統(tǒng)廣泛采用幾種電源控制方式,在高效且控制方便的原則下采取了火花控制的方法進行除塵。控制系統(tǒng)采用了STM32芯片,實現(xiàn)了火花的檢測,頻壓信號轉(zhuǎn)換,調(diào)整基礎(chǔ)電壓,保護電路等功能。最終,制作出了整個電源的樣機并通過除塵實驗證明了整個方案的可行性,對比傳統(tǒng)工頻電源的除塵效果,突出了復合脈沖電源的優(yōu)越性。
【圖文】：

電電源采取復合脈沖供電方式，即直流電壓基礎(chǔ)上疊加脈沖供電(直流電壓在開始電暈的狀態(tài)，脈沖高壓提升荷電電壓加快電暈)，可以很好地收集高并抑制反電暈現(xiàn)象。提高微細粉塵的收集，能顯著提高除塵效率，還具有，，減小電除塵器的收塵面積，降低本體成本的優(yōu)點[7][8]。因此，研究復合對靜電除塵領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新具有重大的意義靜電除塵的原理般來說，基于靜電除塵器的除塵過程包括四個階段：電暈放電、粉塵荷集、振打除塵[9][10][11]。電除塵器的種類豐富多樣，但每種除塵器都包含本電源兩個部分(如圖 1-1)[12]。本體是兩個極性相反的電極構(gòu)成，其中陽極為端，稱之為集塵極，陰極為與供電電源輸出連接的一端，稱之為電暈極。上供電電源提供的負高壓后，其周圍的氣體會被電離。當需要處理的廢氣大量電荷的強電場后，廢氣中的粉塵顆粒會經(jīng)過碰撞而帶上電荷。受電場，荷電粉塵會移動到集塵極，并吸附于該表面。經(jīng)過一段時間沉積后，需工振打的方式清理電極上的粉塵，達到除去廢氣中粉塵的目的[12]。

象是集塵極表面高比阻粉塵所帶的電荷不容易釋放而產(chǎn)生局-6)。這種現(xiàn)象不僅會造成粉塵二次飛揚嚴重、除塵效率的降低電場，對設(shè)備有極大的損害。荷電的高比阻粉塵會在由于電場極，但粉塵的附帶電荷不會完全釋放，從而在集塵極形成了干擾原本的電場，屏蔽電暈極的電場線，干擾正常的電暈過程，最導致供電電源的輸出電壓驟降，電暈極附近場強減小到起暈值下降，所以該情況是要極力避免的。塵極上的粉塵的電壓降 ΔV 可以用式(1-1)表示[18]：V = jρδ —粉塵層中電流密度，A/cm3—粉塵比電阻，Ω.cm—粉塵層厚度，cm以得知，電壓降隨著 j 、ρ、 增大而增大，所以沉積在集塵一個值時，極板間的氣體會被電壓降局部擊穿，此時產(chǎn)生反電暈暈過程。
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：X701.2;TN86

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本文編號：2611462