静电除尘三相高压电源智能控制器的研制

摘要

进入21世纪以来，随着我国现代化建设不断深入，工业粉尘排放量日益增加，大气污染变得越来越严重。随着人们环保意识的不断增强，除尘器作为防止粉尘污染的主要环保产品也越来越为人们所重视。电除尘器因其除尘效率高、能耗低、占地面积小、可处理大量烟尘气体等特点被广泛应用于电力、冶金、建材、石油等行业。除尘电源作为电除尘器的关键设备，其性能的好坏对除尘效率影响极大。随着国家粉尘排放标准的进一步提高，传统单相除尘电源的性能已无法满足新标准的要求，必须开发一种高效、实用的新型电源来替代传统的单相电源。本文正是在这种背景下设计了以TMS320F2812为控制核心的静电除尘三相高压电源智能控制器。 本文采用了新型的三相高压除尘电源设计方案，主回路由三对反并联可控硅模块构成，结合设定值与反馈值，通过TMS320F2812控制调节可控硅的导通角，达到对输出电压闭环控制的目的。针对三相除尘电源的技术特点，本文设计了折线火花跟踪控制算法来对火花放电后的输出电压进行跟踪控制；采用数字化技术，解决了三相电源调压过程中的三相同步时序问题；另外，针对高比电阻粉尘场况中经常出现的反电晕问题，提出了反电晕状态的判别以及抑制反电晕的方法；本文还对三相电源供电时，电场中容易出现连续闪络的技术难题提出了解决办法；本文同时实现了RS-485总线通讯，可将多台智能控制器通过RS-485总线与上位机联网，由上位机实现对控制器的实时监控，达到集中管理分散控制的目的。 本文完成了静电除尘三相高压电源智能控制器整个硬件电路和底层软件的设计，并对设备进行了现场调试。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1电除尘技术的发展历程

1.2电除尘器基本原理分析

1.2.1静电除尘过程分析

1.2.2气体的电离、导电和击穿

1.2.3电除尘效率分析

1.3单相电源与三相电源供电质量比较

1.4课题研究的意义

1.5本文所做的工作

第2章电除尘控制原理及控制系统的设计

2.1火花跟踪控制

2.1.1火花及闪络检测

2.1.2折线火花跟踪控制算法

2.1.3连续闪络问题的抑制

2.2反电晕的抑制设计

2.2.1粉尘比电阻

2.2.2反电晕的产生及影响

2.2.3反电晕与正常闪络的区别

2.2.4反电晕的判定

2.2.5抑制反电晕

2.3三相高压静电除尘控制系统总体设计

2.3.1高压控制部分的设计

2.3.2电除尘控制器三相供电主回路组成

2.3.3电除尘控制器三相供电控制系统工作原理

2.3.4低压控制及上位机监控系统设计

第3章控制器硬件设计

3.1控制器硬件设计整体架构

3.2控制器硬件单元电路设计

3.2.1 TMS320F2812最小系统设计

3.2.2 320x240 LCD

3.2.3信号采集与调理电路

3.2.4 ADC接口电路设计

3.2.5同步信号输入电路

3.2.6可控硅驱动电

3.2.7火花检测电路

3.2.8故障检测与处理

3.2.9接口部分电源设计

3.3 RS-485通信总线

3.3.1 RS-485总线系统结构

3.3.2 RS-485总线接口电路设计

3.3.3 RS-485总线输出电路设计

3.4控制器抗干扰设计

3.4.1干扰源的分析

3.4.2控制器硬件抗干扰设计

第4章控制器软件设计

4.1控制器的功能设计

4.2控制器软件开发环境

4.3控制器软件系统结构设计

4.3.1主程序

4.3.2键盘操作与LCD显示程序

4.3.3 ADC数据处理程序

4.3.4闪络判断及火花控制程序

4.3.5反电晕与间歇供电控制

4.3.6故障检测与处理程序

4.3.7 RS-485总线通讯

第5章控制器系统调试

5.1小功率实验平台上的调试

5.2高压控制柜除尘器现场调试

第6章结束语

参考文献

附 录

攻读学位期间发表论文情况和参加的科研项目

致 谢