電除塵用LCC電源特性分析及不同網(wǎng)側(cè)整流方式整機(jī)比較.pdf

1、現(xiàn)代工業(yè)的不斷進(jìn)步在給我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)帶來(lái)飛速發(fā)展的同時(shí)也使得工業(yè)粉塵顆粒成為大氣主要污染源之一。靜電除塵器是受到公認(rèn)的高效率除塵設(shè)備，為治理大氣污染做出了巨大貢獻(xiàn)。作為其關(guān)鍵部分，電除塵用大功率高壓電源是目前國(guó)內(nèi)外該領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。本文將三相VIENNA整流器與LCC諧振技術(shù)應(yīng)用于除塵電源，該技術(shù)方案是目前國(guó)內(nèi)外該領(lǐng)域的最優(yōu)方案之一，在理論和工程應(yīng)用上都具有顯著的價(jià)值。
　　本文從電除塵器本體工作原理和電特性出發(fā)，說(shuō)明了高頻化電源因

2、在提高除塵效率和系統(tǒng)響應(yīng)速度等方面具有諸多優(yōu)勢(shì)而成為電除塵電源主要發(fā)展方向。
　　本文詳細(xì)分析了LCC串并聯(lián)諧振變換器軟開(kāi)關(guān)工作原理，論證了其是高頻高壓除塵電源系統(tǒng)中輸出級(jí)的最好拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，能有效地消除高頻高壓變壓器漏感和分布電容對(duì)電除塵電源系統(tǒng)的不利影響；探討了斷續(xù)電流模式為電除塵用LCC諧振變換器工作模式的優(yōu)勢(shì)，即可以實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)管的零電流開(kāi)通及零電壓/零電流關(guān)斷的軟開(kāi)關(guān)效果，大大的減小了開(kāi)關(guān)損耗，提高了輸出功率，使得裝置可以達(dá)到高

3、壓側(cè)1.2A輸出電流的國(guó)際先進(jìn)水平。
　　本文基于該模式下變換器等效電路進(jìn)行詳細(xì)數(shù)學(xué)描述分析，推導(dǎo)出了其特性解析表達(dá)式。探討了軟開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)方法、調(diào)壓特性，深入研究了對(duì)影響諧振回路能量環(huán)流、效率及諧振電流峰值的參數(shù)的選擇方法，確定了雙脈沖臨界模式且輸出達(dá)到上限時(shí)為變換器斷續(xù)模式最佳工作狀態(tài)。作出了臨界頻率與電壓輸出系數(shù)及等效負(fù)載品質(zhì)因數(shù)與電壓輸出系數(shù)、電容比關(guān)系曲線作為變換器開(kāi)關(guān)頻率和諧振元件參數(shù)的理論設(shè)計(jì)依據(jù)。基于參數(shù)設(shè)計(jì)曲線設(shè)計(jì)L

4、CC諧振變換器主要參數(shù)，通過(guò)在Saber軟件中建立仿真模型進(jìn)行驗(yàn)證；并利用基于TI公司TMS320F28035控制芯片所設(shè)計(jì)的輸出電壓72kV、功率30kW大功率高頻高壓除塵電源實(shí)驗(yàn)樣機(jī)對(duì)輸出級(jí)LCC諧振變換器進(jìn)行了調(diào)頻測(cè)試。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果均驗(yàn)證了對(duì)LCC諧振變換器斷續(xù)模式數(shù)學(xué)描述及特性分析的正確性，對(duì)工程實(shí)踐具有很好的指導(dǎo)作用。同時(shí)也證明了在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)輸入級(jí)仍采用傳統(tǒng)整流方式下僅依靠調(diào)節(jié)輸出級(jí)頻率調(diào)節(jié)輸出電壓及功率的方式會(huì)存在諧振電

5、流峰值較大、臨界頻率附近調(diào)壓特性較差、輸出功率較難提高的不足。
　　針對(duì)目前電除塵電源系統(tǒng)輸入級(jí)整流器普遍采用傳統(tǒng)整流器時(shí)而存在的與輸出級(jí)特性匹配較差，并且這種搭配方式對(duì)電網(wǎng)危害較大的問(wèn)題，本文引入具有功率因數(shù)校正功能的三相VIENNA整流器作為輸入級(jí)，以將其直流母線電壓作為新的調(diào)節(jié)輸出電壓及功率的調(diào)節(jié)變量。在建立其數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上研究其控制策略。通過(guò)在Saber仿真系統(tǒng)中搭建整流器仿真模型驗(yàn)證了理論分析的正確性。為將三相VIEN

6、NA整流器應(yīng)用于大功率電除塵電源系統(tǒng)提供了理論參考。
　　以課題要求的輸出電壓80kV，功率80kW為額定指標(biāo)，分別設(shè)計(jì)采用三相不控整流器和VIENNA整流器為輸入級(jí)時(shí)的系統(tǒng)參數(shù)，并在Saber仿真軟件中進(jìn)行整機(jī)特性對(duì)比分析，結(jié)果證明了后者因具有直流母線電壓可控且能升壓的優(yōu)點(diǎn)而作為系統(tǒng)輸入級(jí)時(shí)能在解決其入網(wǎng)問(wèn)題的同時(shí)大大減小高頻變壓器變比，并有效地解決了目前傳統(tǒng)整流器作為電除塵電源系統(tǒng)網(wǎng)側(cè)整流器時(shí)與輸出級(jí)LCC諧振變換器特性匹配的