電除塵器高頻脈沖電源及控制系統(tǒng)

1、電除塵器高頻脈沖電源及控制系統(tǒng)項目總結(jié)報告項目類別：江蘇省產(chǎn)學(xué)研前瞻性聯(lián)合研究項目項目編號：BY2015070-08項目名稱：電除塵器高頻脈沖電源及控制系統(tǒng)項目負(fù)責(zé)人：徐志科項目周期：2015年1月2017年12月東南大學(xué)江蘇一品環(huán)?？萍加邢薰?018年6月20日12 / 12文檔可自由編輯打印一、 項目概況(一) 項目背景與意義電除塵器因其除塵效率高，運行和維護費用低廉，而廣泛地使用于電力、冶金、石化、建材、機械、醫(yī)藥等行業(yè)中各種工業(yè)窯爐煙塵治理。它是典型的機電一體化設(shè)備，由機械本體和電氣控制兩部分構(gòu)成。電除塵器電氣控制系統(tǒng)的主要功能是為除塵器本體提供建立收塵靜電場用的直流高壓和對電除塵器

2、輔助電氣設(shè)備進行控制和保護。多年的電除塵理論研究和實踐運行經(jīng)驗表明，電除塵器電氣控制系統(tǒng)的供電及控制特性對電除塵器的性能有著重要影響，電氣控制系統(tǒng)的工作狀況必須時刻適應(yīng)除塵工況的變化，才能保證電除塵器始終工作在最佳的狀態(tài)下。例如在高粉塵濃度工況下，提供幅值盡可能高的純直流電壓，將大大改善電除塵器的除塵效果，而在普通工況和高比電阻粉塵工況下，提供具有特定幅度和周期的脈沖供電波形，將會獲得良好的節(jié)能運行效果和除塵效果。正是由于電除塵器實際運行過程中除塵工況的復(fù)雜性，使電除塵器電源技術(shù)理念大大區(qū)別于其他領(lǐng)域使用的電源技術(shù)。因此，開發(fā)能夠更好的適應(yīng)電除塵器復(fù)雜的運行工況，保證電除塵器的運行效果的新型電

3、源技術(shù)，客觀上成為推動電除塵器電源技術(shù)發(fā)展的直接技術(shù)動力。在我國，從2004年1月1日起，GB13223-2003 火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)正式頒布實施，新標(biāo)準(zhǔn)對于已經(jīng)建成投運和尚未建成的火電廠煙塵排放濃度有了更加嚴(yán)格的要求，這對以電力行業(yè)為主要市場的電除塵行業(yè)，帶來的新的挑戰(zhàn)和機遇。對于新建火電工程，為了滿足新標(biāo)準(zhǔn)的要求，必然要提高電除塵器本體的設(shè)計裕度，這直接導(dǎo)致了設(shè)備和工程造價的提高。對于已投運電除塵器，如何克服設(shè)備場地等不利因素影響，制定合理的技術(shù)改造方案，使電除塵器實現(xiàn)達標(biāo)排放。這些都成為整個行業(yè)共同關(guān)心和急待解決的問題。對于占電廠廠用電約6%左右的電除塵器來說，如何降低其能耗也

4、是各個電除塵器電源廠家所關(guān)心的問題。因此，開發(fā)新的電除塵器電源技術(shù)，通過電源供電技術(shù)的改進，充分挖掘現(xiàn)有電除塵器本體設(shè)備的潛力并最大程度的降低電除塵的能耗，將具有重大的現(xiàn)實意義和經(jīng)濟意義。電除塵運行過程中，用于高壓收塵的電耗可分為三類，一是用于粉塵的荷電與捕集的電能，稱為“有效”電能；二是對粉塵的荷電與捕集起破壞作用的電能，稱“反效”電能，如反電暈、二次揚塵等；三是介于上述兩者之間，即不有利也不有害的電能稱為“無效”電能，如電暈放電過程中，沒有用于粉塵的荷電與捕集的多余電荷等，這部分屬于浪費的電能亦稱“浪費”電能。電除塵過程中，有效、反效、無效電能是交織在一起的，實際上，在總的電能消耗中，有效

5、電能很少，反效和無效電能占絕大部分，通過先進的技術(shù)措施，提高有效電能比例，降低反效與無效電能比例，則可使電除塵器在原有基礎(chǔ)上達到進一步提高除塵效率降低煙塵排放濃度，并同時降低電能消耗之目的。在理論分析及借鑒國內(nèi)外先進經(jīng)驗的基礎(chǔ)上研究發(fā)現(xiàn)，“特定脈沖性”的供電波形能夠大幅度降低電除塵器的運行電耗，提高除塵效率。將IGBT高頻開關(guān)逆變整流技術(shù)應(yīng)用在電除塵器的供電控制中，與傳統(tǒng)的可控硅調(diào)壓型電源相比，可以實現(xiàn)對電除塵電源輸出波形和周期等參數(shù)的大范圍調(diào)節(jié)，在提高電除塵器除塵效率的同時，實現(xiàn)電除塵的節(jié)能運行。(二) 主要研究內(nèi)容與考核目標(biāo)本項目為東南大學(xué)與江蘇一品環(huán)?？萍加邢薰竞献鞒袚?dān)的產(chǎn)學(xué)研前瞻性研

6、究項目，主要是立足于行業(yè)和企業(yè)的重大發(fā)展需要，開展電除塵器高頻脈沖電源的基礎(chǔ)研究和關(guān)鍵技術(shù)研究，為新產(chǎn)品的研發(fā)打下良好基礎(chǔ)。1、 項目主要研究內(nèi)容1) 研究三相全橋交流整流技術(shù)，選擇合適的三相整流橋及相關(guān)濾波電路將輸入的380伏交流電整流得到540V穩(wěn)定的直流電壓，對整流橋電路及濾波電路進行仿真，保證整流濾波后得到穩(wěn)定的直流電壓輸出。2) 研究調(diào)幅技術(shù)，根據(jù)實際情況選定用于調(diào)整的IGBT器件及配套電路的電氣參數(shù)及型號，通過電路理論仿真，確定進行調(diào)整的前提和調(diào)整的幅度，初步確定調(diào)整策略；通過軟件控制采樣的速度和精度，進行電路實驗，驗證調(diào)整的效果是否可以達到預(yù)期目標(biāo)，根據(jù)實驗結(jié)果反復(fù)修正控制策略，

7、直到滿足預(yù)期目標(biāo)為止；研究IGBT保護參數(shù)，并做好必須的電磁兼容處理，增強軟件的適應(yīng)性和自恢復(fù)性。3) 以多處理器為核心的進行高頻逆變控制研究，通過觸發(fā)IGBT的高頻逆變控制，實現(xiàn)占空比和幅度比的調(diào)節(jié)，并對工作狀態(tài)進行采樣分析判斷、對故障進行判斷與處理；研究IGBT驅(qū)動信號的穩(wěn)定性，找出影響穩(wěn)定性的關(guān)鍵點，實現(xiàn)IGBT的可靠驅(qū)動，保證逆變的可靠；通過二次信號的采樣，對電除塵器的工作狀態(tài)進行分析判斷，在完成火花判別的同時，對電除塵器工作狀況進行分析，在條件允許的前提下進行自動閉環(huán)調(diào)節(jié)。4) 研究高頻升壓變壓器技術(shù)，高頻升壓變壓器承擔(dān)著將高頻低壓轉(zhuǎn)換成高頻高壓并供給電除塵器的任務(wù)，建立變壓器仿真模

8、型，研究不同材料及工藝對變壓器性能影響，根據(jù)仿真模型，優(yōu)化變壓器參數(shù)。研究高頻信號在遠(yuǎn)距離傳遞的過程中趨膚效應(yīng)及電磁輻射等問題，建立仿真模型，提高功率輸送的可靠性及效率。5) 研究閉環(huán)優(yōu)化控制技術(shù)，根據(jù)電參量及其變化趨勢，對電除塵器的工作狀態(tài)做出分析判斷，并根據(jù)工況進行實時調(diào)整。2、 考核目標(biāo)本項目目標(biāo)研制高頻高壓電源，并達到如下性能指標(biāo)：1) 直流高壓輸出電壓： 72kV 2) 直流高壓輸出電流： 1A3) 電流調(diào)節(jié)范圍：90%到110%額定，調(diào)節(jié)細(xì)度0.1%額定。4) 保護功能：輸入過流，輸出短路，輸出開路，變壓器油溫，IGBT溫度等。5) 低壓控制：基本單元8路低壓控制，可擴展為16路，

9、包括電流測量，故障判斷及保護。6) 通訊功能：標(biāo)準(zhǔn)RS485通訊接口，CAN總線、工業(yè)以太網(wǎng)、MODEM、RS232接口等可選。二、 項目實施情況本項目以東南大學(xué)教授和博士生為主要研究人員，多年來一直致力于電力電子、高頻電源、伺服驅(qū)動等方面的科研工作，項目以高頻開關(guān)逆變整流技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合電除塵閉環(huán)優(yōu)化控制技術(shù)，與現(xiàn)有常規(guī)電源相比，在進一步節(jié)能的基礎(chǔ)上，平均降低電除塵器的出口粉塵排放10%-30%。項目參與人員共11人，分工明確，各司其職，定期召開項目分析、總結(jié)交流會，推進項目的順利實施。(一) 項目過程中所做的主要工作本項目研制了靜電除塵高頻脈沖電源，研制其主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，研究了三相橋式整流

10、電路的預(yù)充電方式，完成了功率器件的選型。設(shè)計了控制系統(tǒng)的電源結(jié)構(gòu)、信號調(diào)理電路、DSP的最小系統(tǒng)和外圍電路，以及IGBT驅(qū)動電路。設(shè)計了基于FPGA的過流保護電路和基于MSP430的多路測溫保護電路，提高了靜電除塵電源工作的可靠性。實現(xiàn)了兩種SPWM調(diào)制方式，并將實驗波形和仿真波形進行比較論證。研究了中頻靜電除塵電源的閃絡(luò)保護方式和閃絡(luò)控制方式。實現(xiàn)了Modbus通信協(xié)議在控制芯片DSP和MSP430中的移植。項目采用實驗的方法給出了高頻電源的等效二階數(shù)學(xué)模型，采用經(jīng)典控制理論設(shè)計PI調(diào)節(jié)器，利用PLECS對設(shè)計結(jié)果進行了仿真驗證?；赥I公司的TMS320F28335設(shè)計了一個最小控制系統(tǒng)，

11、作為電除塵電源的主控制器，并利用CPLD設(shè)計了硬件保護邏輯電路，提高了系統(tǒng)保護的可靠性與快速性。項目在現(xiàn)有電源的基礎(chǔ)上直流疊加百微秒級高壓脈沖的主電路拓?fù)?，詳?xì)分析其工作原理和數(shù)學(xué)模型，針對閃絡(luò)狀態(tài)的電路過程進行了理論推導(dǎo)和仿真分析，對IGBT器件的閃絡(luò)過電流問題進行研究，完成主電路元器件參數(shù)的設(shè)計與選型；通過分析脈沖變壓器寄生參數(shù)對脈沖輸出波形的影響，闡述了單極性脈沖變壓器繞組結(jié)構(gòu)與偏磁電路的設(shè)計方法，并在脈沖電源樣機試驗中驗證了設(shè)計的正確性?；诿}沖電源的運行過程，提出一種基于DSP和CPLD協(xié)同控制的控制系統(tǒng)技術(shù)方案，對DSP最小系統(tǒng)、外圍擴展電路，以及IGBT的過流檢測、脈沖峰值采樣、

12、過零檢測等硬件電路進行了設(shè)計，并完成電源樣機的結(jié)構(gòu)設(shè)計和整機調(diào)試運行。(二) 項目完成情況評價在江蘇省產(chǎn)學(xué)研前瞻性研究項目的資助下，東南大學(xué)聯(lián)合江蘇一品環(huán)保科技有限公司開展了緊密的產(chǎn)學(xué)研合作，取得了一批研究成果。對比國內(nèi)外的研究工作，本項目高頻高壓除塵電源上研究取得了一些創(chuàng)新性成果。所研制的除塵電源可以適用于大多數(shù)除塵器，并都能夠是除塵器達到并大大優(yōu)于國家規(guī)定的強制排放標(biāo)準(zhǔn)。項目開發(fā)了電除塵用高頻脈沖電源，電源能夠適應(yīng)大多數(shù)廠礦企業(yè)的電除塵器，直流高壓輸出電壓72kV，輸出電流1A，電流調(diào)節(jié)范圍從90%到110%額定可調(diào)，實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)RS485通訊接口，CAN總線、工業(yè)以太網(wǎng)、MODEM、RS2

13、32接口等多種通信接口功能。由項目支持撰寫學(xué)術(shù)論文9篇，其中SCI收錄1篇，EI收錄4篇，申請發(fā)明專利3項，獲得實用新型專利2項，培養(yǎng)碩士研究生6名。(三) 經(jīng)費的使用和管理項目經(jīng)費計劃中的省撥款、單位自籌資金已經(jīng)按計劃到位。項目組所在單位對科技撥款嚴(yán)格按照科技經(jīng)費開支范圍的有關(guān)規(guī)定，專款專用，有力地保障了項目的順利實施和圓滿完成。三、 項目技術(shù)情況(一) 研究方法除塵器用高頻高壓電源系統(tǒng)由三相整流橋、高頻逆變電路、開關(guān)整流變壓器和控制電路等幾部分組成。電除塵運行過程中，用于高壓收塵的電耗可分為三類，一是用于粉塵的荷電與捕集的電能，稱為“有效”電能；二是對粉塵的荷電與捕集起破壞作用的電能，稱“

14、反效”電能，如反電暈、二次揚塵等；三是介于上述兩者之間，即不有利也不有害的電能稱為“無效”電能，如電暈放電過程中，沒有用于粉塵的荷電與捕集的多余電荷等，這部分屬于浪費的電能亦稱“浪費”電能。電除塵過程中，有效、反效、無效電能是交織在一起的，實際上，在總的電能消耗中，有效電能很少，反效和無效電能占絕大部分，通過先進的技術(shù)措施，提高有效電能比例，降低反效與無效電能比例，則可使電除塵器在原有基礎(chǔ)上達到進一步提高除塵效率降低煙塵排放濃度，并同時降低電能消耗之目的。在理論分析及借鑒國內(nèi)外先進經(jīng)驗的基礎(chǔ)上研究發(fā)現(xiàn)，“特定脈沖性”的供電波形能夠大幅度降低電除塵器的運行電耗，提高除塵效率。將IGBT高頻開關(guān)逆

15、變整流技術(shù)應(yīng)用在電除塵器的供電控制中，與傳統(tǒng)的可控硅調(diào)壓型電源相比，可以實現(xiàn)對電除塵電源輸出波形和周期等參數(shù)的大范圍調(diào)節(jié)，在提高電除塵器除塵效率的同時，實現(xiàn)電除塵的節(jié)能運行。電除塵運行過程中，由于鍋爐負(fù)荷、燃煤煤質(zhì)變化等因素影響，電除塵器的運行工況始終處于動態(tài)變化過程中，電除塵器的供電參數(shù)必須隨運行工況同步變化才能使電除塵器始終運行于最佳狀況。通過理論分析和大量的現(xiàn)場試驗，我們發(fā)現(xiàn)電除塵器的運行工況與電氣參數(shù)之間存在著規(guī)律性的聯(lián)系。在此基礎(chǔ)上，我們開發(fā)了閉環(huán)優(yōu)化控制功能。閉環(huán)優(yōu)化控制功能的核心是當(dāng)電除塵運行時，根據(jù)煙氣及粉塵性質(zhì)的變化，對運行電壓電流波形以及UI特性進行綜合分析與判斷，并依據(jù)數(shù)

16、學(xué)模型，自動地反復(fù)地調(diào)整工作方式以及導(dǎo)通角與電壓電流波形及其數(shù)值大小，使提供給電除塵本體收塵電場的電壓電流始終處于最佳狀態(tài)，使之有利于粉塵的荷電與捕集，達到提高除塵效率，降低煙塵排放濃度，并同時降低能量消耗之目的。因此本項目研究技術(shù)具有很強的工況適應(yīng)性，可以有效克服反電暈，節(jié)省大量以光熱形式消耗的電能，并且降低整流變壓器溫升，延長設(shè)備生命周期。(二) 技術(shù)路線本項目采取的具體技術(shù)路線如下：（1）該系統(tǒng)以高頻開關(guān)逆變整流技術(shù)為基礎(chǔ)，實現(xiàn)AC-DC-AC-DC的電源變換過程，為靜電除塵器正常運行提供所需的直流高壓電源。其工作過程：三相380V工頻交流電源經(jīng)可控整流濾波后輸出穩(wěn)定的直流電壓，供給高頻

17、逆變電路，高頻逆變電路根據(jù)電除塵器工況變化輸出頻率、幅度、寬度、靈活可變的交流脈沖，經(jīng)變壓器升壓整流后，輸出高壓直流脈沖電壓供給電除塵器電場。由控制電路實現(xiàn)對信號的采集及對逆變回路的驅(qū)動控制。（2）項目在過程中還將進行脈沖供電節(jié)能技術(shù)開發(fā)，通過對閉環(huán)優(yōu)化控制功能、脈沖技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，實現(xiàn)在同等條件下，使用電除塵器高頻高壓脈沖電源及控制裝置的電除塵器煙塵排放濃度比常規(guī)電源提高10%-30%左右，電除塵器的電能消耗在原有的基礎(chǔ)上最高下降80%以上，真正意義上實現(xiàn)電除塵器的節(jié)能減排運行。（3）工頻50Hz電源由于受開關(guān)器件固有開關(guān)頻率及輸出波形的影響，無法提供除塵器需要的足夠高電壓，電場即發(fā)生閃絡(luò)

18、，產(chǎn)生火花 。而東大新型電源由于采用IGBT大功率開關(guān)器件，開關(guān)頻率工作在20kHz，因此火花檢測非?？?，檢測到火花后，電源立即斷電，火花處理后，快速恢復(fù)電壓。另外可給除塵器提供足夠大的功率，因此與工頻50Hz電源相比提高除塵器的除塵效率達30%以上。（4）通過采用間歇運行（脈沖）可以抑制由高比電阻粉塵引起的反電暈，從而達到最佳收塵效率。間歇運行時，電源的脈沖寬度和脈沖電流均可單獨調(diào)整，并且在較短的脈沖持續(xù)時間內(nèi)達到更高的除塵器電壓峰值，增強粉塵的荷電收塵效果，在脈沖關(guān)斷時間內(nèi)，維持電場的收塵過程。計算機系統(tǒng)根據(jù)工況的變化，自動調(diào)整送入電除塵器電場內(nèi)的運行電壓，充分利用R、L、C暫態(tài)過程的規(guī)律

19、，充分利用電除塵器自身電感與電容的儲能特性，最大限度地提高運行電壓、降低運行電流，在維持除塵器除塵效率的前提下，與工頻50Hz電源相比降低電除塵器額定運行電耗40%以上。(三) 項目解決的關(guān)鍵技術(shù)（1）解決了高頻升壓變壓器技術(shù)。高頻升壓變壓器是高頻高壓脈沖電源中重要的能量傳遞設(shè)備，由于工作在高頻范圍，鐵芯材料及線包繞制均與低頻變壓器有很大區(qū)別。目前，超微晶合金材料以其高的飽和磁感、高磁導(dǎo)率、低矯頑力和低的高頻損耗、良好的強硬度、耐磨性及耐腐蝕性、良好的溫度及環(huán)境穩(wěn)定性等特點，而廣泛應(yīng)用于工業(yè)和民用中高頻變壓器、互感器、電感的設(shè)計制造中。（2）解決了開關(guān)變換技術(shù)。開關(guān)變換技術(shù)是高頻高壓脈沖電源中

20、最為重要的技術(shù)之一，直接影響到高頻脈沖電源的功率密度和變換效率。常用的開關(guān)變換技術(shù)主要有PWM全橋變換硬開關(guān)和PWM全橋變換軟開關(guān)兩種。硬開關(guān)技術(shù)由于開關(guān)損耗大、開關(guān)頻率低、開關(guān)干擾強，一般適用于低頻小功率開關(guān)電源。而軟開關(guān)技術(shù)由于開關(guān)損耗低、工作頻率高、干擾小在高頻大功率電源中得到了廣泛的應(yīng)用。（3）解決了新型電力電子器件應(yīng)用技術(shù)。開關(guān)器件是高高壓頻脈沖電源內(nèi)最為重要的組件之一。開關(guān)器件的性能水平，直接決定著開關(guān)電源的技術(shù)水平，使高頻電源的性能不斷提高，成本不斷降低，推動了開關(guān)電源技術(shù)的發(fā)展，同時也為高頻高壓脈沖電源應(yīng)用于電除塵領(lǐng)域奠定了基礎(chǔ)。(四) 取得的突破性進展本項目在國內(nèi)外研究工作基

21、礎(chǔ)上，項目針對除塵器用高頻高壓電源開展研究工作，重點對除塵器本體研究、高頻高壓電路理論、變壓器分析理論、DSP控制理論、模型優(yōu)化等方面進行了相關(guān)理論和工程研究，制作樣機并進行相關(guān)實驗論證研究。項目在以下幾個方面取得了顯著的進展：1) 從理論分析脈沖電源主電路的一次側(cè)等效電路和IGBT軟開關(guān)工作原理，結(jié)合開關(guān)器件的發(fā)展情況，完成脈沖變壓器一次側(cè)雙回路串聯(lián)的主電路拓?fù)浜拖嚓P(guān)諧振參數(shù)的設(shè)計；基于主電路的閃絡(luò)、短路和開路運行狀態(tài)的仿真分析，對脈沖電源閃絡(luò)吸收RCD電路進行設(shè)計，確定了功率電路各器件的選型。2) 研究高壓脈沖變壓器寄生參數(shù)參與主電路諧振過程，影響脈沖電壓輸出參數(shù)，本文闡述了脈沖變壓器磁化

22、過程、磁芯材料和偏磁電路應(yīng)用等設(shè)計關(guān)鍵點，對變壓器繞組結(jié)構(gòu)進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，并建立Maxwell 3D仿真模型驗證變壓器漏感設(shè)計的正確性。3) 完成基于DSP和CPLD協(xié)同控制器的脈沖除塵電源控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計，主要包括TMS320F28335最小系統(tǒng)及相關(guān)外圍擴展電路、相控調(diào)壓控制電路、脈沖峰值采樣保持電路、IGBT電流過零和過流檢測電路等部分，介紹了CPLD保護控制策略和相關(guān)控制系統(tǒng)抗干擾方面的設(shè)計要點。4) 從綜合電源數(shù)學(xué)模型入手，利用粒子群算法的全局優(yōu)化和在非線性區(qū)域內(nèi)進行尋優(yōu)的能力，設(shè)計了一個的實驗樣機，并通過對比實驗對設(shè)計結(jié)果進行了驗證，驗證了粒子群算法優(yōu)化參數(shù)設(shè)計的設(shè)計結(jié)果。5)

23、以電源的輸出電壓為系統(tǒng)輸出，IGBT的開關(guān)頻率作為系統(tǒng)輸入，給出了DCM電源的傳遞函數(shù)，并利用經(jīng)典的控制理論，設(shè)計了PI調(diào)節(jié)器，通過仿真驗證了PI調(diào)節(jié)器的設(shè)計正確性。對DCM電源的控制系統(tǒng)進行了系統(tǒng)設(shè)計，以DSP作為控制系統(tǒng)的主控芯片，設(shè)計了DSP的最小控制系統(tǒng)，并重點介紹了基于CPLD的DSP的硬件驅(qū)動保護電路，通過三級的驅(qū)動保護信號，保證了IGBT的可靠關(guān)斷，提高了系統(tǒng)的可靠性和安全性。6) 分析了電流斷續(xù)模式下諧振變換器的工作特性，包括軟開關(guān)的實現(xiàn)、開關(guān)頻率范圍、諧振電流峰值、電路的輸出調(diào)壓特性、恒壓和恒流控制特性以及電路結(jié)構(gòu)參數(shù)對工作特性的影響，分析各變量之間的關(guān)系，對變換器的工作特性

24、的分析更進一步。7) 根據(jù)斷續(xù)電流模式下的理論分析，進行了大功率LCC諧振變換器的諧振參數(shù)設(shè)計。通過比較DCM1和DCM2工作模式下諧振變換器的性能，確定了變換器的工作模式，通過分析電路結(jié)構(gòu)參數(shù)對工作特性的影響，確定了諧振參數(shù)較為合適的取值范圍，以此為依據(jù)設(shè)計了輸出電壓72kV、輸出電流1.2A的諧振變換器參數(shù)。(五) 創(chuàng)新點本項目所研究的高頻高壓電源是電除塵電氣控制系統(tǒng)的核心控制設(shè)備，可廣泛應(yīng)用于不同工業(yè)領(lǐng)域新建電除塵工程的電氣配套及電除塵器電氣設(shè)備的技術(shù)改造。本項目的主要創(chuàng)新之處：1) 高頻高壓脈沖供電，實現(xiàn)電除塵器的節(jié)能減排運行。高頻高壓脈沖電源能夠在控制電路和功率變換電路的作用下，變換

25、為高頻交流電，經(jīng)高頻變壓器升壓整流后，輸出直流高壓給電除塵器供電。將高頻開關(guān)電源技術(shù)應(yīng)用在電除塵領(lǐng)域有較大的優(yōu)勢：效率及功率因素較高，一般在0.9以上；明顯減少對電網(wǎng)的污染；提高了高壓整流變壓器的工作頻率，變壓器的體積大幅度縮小，產(chǎn)品制造成本相應(yīng)降低；輸出電壓波形的幅度和周期等參數(shù)可大范圍調(diào)整。因此能有效解決電除塵器的電暈封閉和反電暈問題，大大提高電除塵器的運行性能。2) 閉環(huán)動態(tài)優(yōu)化控制，使除塵器始終工作在最佳狀態(tài)。根據(jù)電參量及其變化趨勢，對電除塵器的工作狀態(tài)做出分析判斷，并根據(jù)工況進行實時調(diào)整，從而跟蹤除塵器最佳工作點，使系統(tǒng)運行在最佳狀態(tài)。3) 以多處理器為核心的高頻逆變控制。以多處理器

26、實現(xiàn)IGBT全橋逆變技術(shù)，提高電除塵器效率。選取合適的IGBT并配以可靠的保護電路，提高逆變電路工作穩(wěn)定性。通過處理器觸發(fā)IGBT實現(xiàn)逆變，實現(xiàn)占空比和幅度比的調(diào)節(jié)，工作狀態(tài)的采樣分析判斷，故障的判斷與處理。通過另一個處理器進行二次信號的采樣，對電除塵器的工作狀態(tài)進行分析判斷，在完成火花判別的同時，對電除塵器工作狀況進行分析，在條件允許的前提下進行自動閉環(huán)調(diào)節(jié)。四、 合同任務(wù)指標(biāo)完成情況本項目的順利開展，東南大學(xué)與江蘇一品環(huán)?？萍加邢薰緦嵭挟a(chǎn)學(xué)研緊密合作，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，促使項目實施單位健全了項目管理機制，完善了科研人才隊伍的建設(shè)，為提高相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究和企業(yè)的核心競爭力打下了良好

27、的基礎(chǔ)，同時為電除塵器高頻脈沖電源的設(shè)計和生產(chǎn)提供強有力的技術(shù)支撐。通過兩年多深入的理論研究和實驗工作，較為圓滿地完成了項目擬定的研究內(nèi)容，解決了一些工程應(yīng)用必要的關(guān)鍵技術(shù)，取得了一些創(chuàng)新性成果，達到了預(yù)期的研究目標(biāo)。本項目在理論與實驗研究基礎(chǔ)上。撰寫學(xué)術(shù)論文9篇，其中SCI收錄1篇，EI收錄4篇，申請發(fā)明專利3項，獲得實用新型專利2項，培養(yǎng)碩士研究生6名。樣機主要技術(shù)指標(biāo)：直流高壓輸出電壓72kV，輸出電流1A，電流調(diào)節(jié)范圍從90%到110%額定可調(diào)，實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)RS485通訊接口，CAN總線、工業(yè)以太網(wǎng)、MODEM、RS232接口等多種通信接口功能。五、 項目效績分析隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，高校與企業(yè)的合作越來越緊密。高?？蒲兴降奶岣?、科技成果的轉(zhuǎn)化、企業(yè)創(chuàng)新能力的提升、具有自主知識產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品的開發(fā)越來越依靠產(chǎn)學(xué)研的合作，高校需要解決企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)者提煉出來的科學(xué)技術(shù)問題，企業(yè)也需要將高校的高科技成果應(yīng)用于生產(chǎn)實際，因此開展此類高校與企業(yè)的前瞻性研究