智能高频电源控制系统研究

摘要

随着我国现代化工业的高速发展，工业环境污染日益严重。除尘器由于除尘效率高、自身功耗低等优点，已经成为国内外广泛使用的环保设备。随着国家对环保的标准越来越严格，传统的静电除尘器已经无法满足要求。电源作为静电除尘器的核心部分，其性能的好坏对除尘效率有着极大的影响。本文详细的介绍了基于STM32F407控制的高频电源控制系统的研究。主要内容如下：
　　首先，介绍了静电除尘器的背景以及工作原理，对影响除尘器效率的主要参数指标进行分析；然后根据常见的几种供电方式分析对比得出高频电源的优势，还对电源的控制方法进行了初步的探究并选择适合高频电源的控制方法。
　　其次，介绍了电源系统的重点控制部分：IGBT驱动控制、闭环控制、火花控制以及反电晕现象的控制研究。详细阐述了如何产生PFM信号来驱动IGBT模块；对输出电压使用增量式PID控制来实现闭环控制；根据输出电压、输出电流、谐振电流的变化来检测火花的发生；火花发生后的处理方式是若出现较大火花则立即关断开关管并采用折线法恢复电压输出；详细阐述了三段式最佳火花率控制方法；还介绍了反电晕现象并给出了相应的控制策略。
　　最后，介绍了静电除尘器电源系统的通讯设计部分,通过使用Modbus TCP协议，下位机做从站，上位机作主站查询，下位机接受指令后返回相关数据，完成通讯工作。

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1绪论

1.1课题概述

1.2静电除尘器国内外相关技术的研究概况

1.3静电除尘器的原理与主要参数指标分析

1.4本文主要研究内容

2静电除尘器电源的理论研究

2.1引言

2.2静电除尘电源的供电方式

2.3静电除尘电源的控制方法研究

2.4本章小结

3静电除尘器电源控制系统研究

3.1引言

3.2数字信号控制器STM32F407简介

3.3 IGBT驱动控制

3.4闭环控制

3.5火花控制

3.6反电晕原理及控制策略

3.7本章小结

4静电除尘电源控制系统通讯设计与研究

4.1 TCP/IP协议

4.2 LWIP协议栈的移植

4.3 Modbus TCP协议

4.4本章小结

5实验样机和实验结果分析

5.1实验样机

5.2高频电源在稳态运行实验

5.3频率调节与电流电压的关系

5.4高频电源在发生火花时运行试验

5.5本章小结

6总结与展望

6.1全文总结

6.2课题研究展望

致谢

参考文献