静电除尘高压电源的优化控制系统
基于DSP的高压直流静电除尘电源控制系统
、
关 键词 静 电言
静 电除尘电源是电除尘器的一个重要部分，其性能 的好坏对于除尘效率影响极大。为 了获得较高的除尘效 率，要求静 电除尘电源能够根据 除尘器工况的变化， 自 动调节输 出电压和电流，使电除尘器在较高的电压和电
持文字和图像两种显示模式，具有 ４８ ８ ０８ ８ Ｍ Ｕ ／ 位６ ０ ／０ ０ Ｃ
接 口，与 Ｄ Ｐ的接 口电路 如 图 ４所示 。通过 调节 Ｒ可调 Ｓ 节液 晶屏 的背 光亮 度 。
ＴＭ Ｓ３ Ｏ ２ Ｏ ２ ＬＦ ４ ７ Ｉ ＥＯ ７ ｏＰ ～
Ｉ Ｐ ０ Ｏ Ｆ
集及调理电路 、过零点检测电路和液晶显示模块及矩阵
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源
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晶 闸 管
触发 电路
电除尘电源能够提供必要的保护，对闪络、拉弧和过流
等信 号 能快 速鉴 别和 做 出 反应 。因此 ，对 静 电除 尘 电源
图 ２程序梯形 图
【】 ２ 台达公 司．Ｖ Ｌ Ｄ ＰＰ Ｃ应 用技 术手册 ［ 程序篇］
４２ ｌ ＷＷ．ｈｎ ｅ．ｅ 电工技术 Ｗ ｃｉ ｔ ｔ ａ ｎ ｌ
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Ｄ Ｐ技 术 懿 Ｓ
１２控制 系统概述 ．
控 制系统 框 图如 图 ２所示 。
高压 直 流静 电 除尘 电源 系统框 图如 图 １ 。
收稿 日期 ：０ ７０ —８ ２ ０ —６２
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静电除尘器工作原理
静电除尘器工作原理静电除尘器是一种常用的空气净化设备，广泛应用于工业生产和环境保护领域。
它通过利用静电作用原理，将空气中的颗粒物吸附并除去，从而达到净化空气的目的。
静电除尘器主要由以下几个部分组成：电场区、收集极、高压电源和控制系统。
1. 电场区：电场区是静电除尘器的核心部分，通常由一组金属导电板和绝缘材料组成。
导电板之间形成一个间隙，称为电场间隙。
当空气通过电场间隙时，静电场会被激发，形成一个带电场。
颗粒物在空气中带电后，会受到电场力的作用，从而被引导到收集极上。
2. 收集极：收集极是静电除尘器中的另一个重要部分，通常由金属网或金属板构成。
当带电颗粒物被电场力引导到收集极上时，它们会在收集极上沉积下来，从而实现除尘的效果。
收集极上的颗粒物可以定期清理或收集，以保持除尘器的正常工作。
3. 高压电源：高压电源是静电除尘器的动力来源，通常由直流电源或高频电源提供。
它能够产生足够的电压，以在电场区形成强大的静电场。
这个静电场能够吸引并捕获空气中的颗粒物。
4. 控制系统：控制系统是静电除尘器的智能化管理部分，通过监测和控制电场区的工作状态，实现对除尘效果的调节和优化。
控制系统通常包括传感器、控制器和显示屏等组件，可以实时监测除尘器的工作状态，并根据需要进行调整。
静电除尘器的工作原理如下：1. 电场充电：当静电除尘器开始工作时，高压电源会提供足够的电压，使电场区形成强大的静电场。
这个静电场会使空气中的颗粒物带上电荷。
2. 颗粒物吸附：带电的颗粒物在通过电场间隙时，会受到电场力的作用，被引导到收集极上。
由于收集极带有相反的电荷，带电颗粒物会被吸附在收集极表面。
3. 除尘效果：随着时间的推移，越来越多的颗粒物会被吸附在收集极上，从而净化空气。
除尘效果取决于静电场的强度、电场间隙的大小以及颗粒物的电荷特性等因素。
4. 清理和维护：随着时间的推移，收集极上的颗粒物会越来越多，影响除尘器的工作效果。
因此，定期清理或更换收集极是保持除尘器正常工作的重要步骤。
静电除尘器工作原理
静电除尘器工作原理静电除尘器是一种常用的空气净化设备，可以有效去除空气中的颗粒物和细菌。
它的工作原理基于静电吸附和电场作用。
静电除尘器主要由以下几个部分组成：电极系统、高压电源、收集器和控制系统。
1. 电极系统：电极系统是静电除尘器的核心部分，通常由正负两极的电极组成。
正负电极之间形成一个强电场，使空气中的颗粒物带电。
正电极通常由金属丝或金属板制成，而负电极则是由细丝或金属管制成。
2. 高压电源：高压电源提供所需的电压，使电极系统产生强电场。
通常，高压电源的电压可调节，以适应不同的除尘需求。
3. 收集器：收集器是用来收集带电的颗粒物的地方。
它通常是一个金属网格或管道，具有良好的导电性。
当带电的颗粒物通过收集器时，它们会被静电力吸附在收集器上。
4. 控制系统：控制系统用于控制整个静电除尘器的工作。
它通常包括开关、指示灯和控制电路。
通过控制系统，可以调节电极系统的电压和电流，以及监测除尘器的工作状态。
静电除尘器的工作过程如下：1. 通电：当静电除尘器通电时，高压电源会提供所需的电压，使电极系统产生强电场。
正电极带正电，负电极带负电。
2. 颗粒物带电：空气中的颗粒物经过静电除尘器时，会与电极系统接触。
由于电极系统的电场作用，颗粒物会带上相应的电荷，变得带电。
3. 颗粒物吸附：带电的颗粒物会被静电力吸附在收集器上。
由于收集器具有良好的导电性，带电的颗粒物会迅速被吸附在收集器的表面。
4. 清洁：当收集器上的颗粒物积累到一定程度时，可以通过清洗或更换收集器来清除颗粒物。
清洗收集器时，可以使用水或其他清洁剂将颗粒物冲洗掉。
静电除尘器的优点：1. 高效除尘：静电除尘器可以高效地去除空气中的颗粒物，包括灰尘、烟雾、花粉等。
它的除尘效率可以达到90%以上，有效改善室内空气质量。
2. 低能耗：相比传统的机械过滤器，静电除尘器的能耗较低。
它不需要频繁更换滤网，也不会因为阻力增加而影响空气流通。
3. 长寿命：静电除尘器的电极系统和收集器都具有较长的使用寿命。
静电除尘器高频电源
静电除尘器高频电源各类高压电源的性能对比与脉冲高频电源简介概述在饱受雾霾之苦的今天。
随着我国对环境保护的日益重视，燃煤电厂的污染排放受到人们的关注，国家和地方环保部门对燃煤电厂污染物的排放和总量有了较严格的控制，并且排放标准逐年升高。
这就迫使企业对现有的静电除尘器设备进行不断的升级和改造。
但是现有的问题是，很多企业的静电除尘器在当初设计时没有考虑到未来的排放标准会如此苛刻，导致一批静电除尘器在今天的环保标准下排放超标。
而在静电除尘器升级改造中，增加电场又没有足够的场地，用袋式除尘器又担心后期的维护成本。
所以提高静电除尘器高压电源的供电技术，才是解决这个问题最有效的捷径。
下面我们就通过粉尘的荷电机理与电源工作原理来论证一款由中国自主研发的新型静电除尘器高压电源——脉冲高频电源。
一、静电除尘器高压电源发展的三个阶段：第一阶段：工频电源1、恒流源：单相交流380V输入,变压器分档调幅调压，高压硅堆整流输出。
输出频率100Hz。
二次电压输出波形：纹波较大的直流（DC）电压波形。
2、单相可控硅电源：单相交流380V输入，可控硅调相调压，高压整流变压器输出。
输出频率100Hz。
二次电压输出波形：纹波较大的直流（DC）电压波形。
3、三相可控硅电源：三相交流380V输入，可控硅调相调压，高压整流变压器输出。
输出频率300Hz。
二次电压输出波形：纹波较小的直流（DC）电压波形。
第二阶段：高频电源1、按输出频率可分为：10 kHz、20 kHz、50 kHz。
2、按调压方式可分为：调频高频电源、调幅高频电源。
三相交流380V输入，可控硅/二极管调相调压，IGBT全桥逆变经高压整流变压器输出。
输出频率10 kHz、20 kHz、50kHz。
二次电压输出波形：基本上纯直流的（DC）电压波形。
第三阶段：工频基波脉冲电源工频基波脉冲电源：由两组独立电源组成即基波电源和脉冲电源。
基波频率300Hz，脉冲频率100pps，脉冲宽度75μs；第四阶段：脉冲高频电源：由多组独立高频电源叠加组成。
600MW发电厂电除尘器控制系统的改造
造后能达到很好的技术指标 ， 具有较高 的节能效率 ， 提高了运行管理的 自动化水平 。肯定了电除尘器电控系统节能改造
的作用 ， 对其在 电厂 的推广应用作 了分析 和展望 。
关键词 ： 电除 尘 器 ； 制 系 统 ； 造 ； 能 ； 济 效 益 控 改 节 经 中 图分 类 号 ：Ｋ ２３ ２ Ｔ ２ ．７ 文献 标 志 码 ： Ｂ 文章 编 号 ：６４—１５ （０ １ ０ ０７ — ４ １７ ９ １２ １ ） １— ０ １ ０
倡 绿 色 Ｇ Ｐ “ 一五 ” Ｄ ，十 规划 也将 火 电行 业 确定 为 高 耗 能行 业 ， 节 能 降耗 重 点 行业 之 一 。据 有 关 单 位 是 统计 ， 目前我 国火 电供 电煤 耗 水 平 与 发达 国家 相 比
还 有 ２ ％左 右 的 差 距 ， ０ 因此 ， 国 火 电行 业 的 节 能 我 降耗还 有一定 的空 间 。 据 统计 ， 占全 国 电力 总装 机 容 量 ８ ％ 的燃 煤 火 ０ 力 发 电企 业 中 ， 用 的 电除 尘 器 由于运 行 管 理 不 善 在
采用 Ａｓ ｍ公 司第 ３代 静 电 除 尘 器 控 制 技 术 替 代 ｌｏ ｔ
原 Ｇ Ａ０ Ｇ Ｊ２一ＷＦ Ｂ型 电控 系统 ， 电 除尘 器 控 制 系 对 统 核心 部件 实 施 改 造 ， 采 用 新 型 的 Ｅ Ｉ 即 ＰＣ—Ｉ Ｉ Ｉ电
２ 控 制 系统 节 能原 理
电除尘 器 的 电能消 耗 主要 是 高 压 电源 ， 他设 其 备 电耗所 占份 额较 小 ， 而这 些 能 耗 是保 证 设 备 正 常 运 行所必 需 的 ， 降耗 空 间很小 ； 高压 电源运行 的 电能
器运行管理不善 ， 稳定 可靠性欠佳 ， 运行故 障率偏 高 ， 障原 因及 部位 多种 多样 ， 故 造成 电除 尘器不 能在
《基于STM32的高频高压静电除尘电源的控制研究》范文
《基于STM32的高频高压静电除尘电源的控制研究》篇一一、引言随着工业化的快速发展，粉尘污染问题日益严重，静电除尘技术因其高效、环保的特性受到了广泛关注。
高频高压静电除尘电源作为静电除尘技术的核心设备，其控制系统的设计和优化对提高除尘效率、保证设备安全运行具有重要意义。
本文以STM32微控制器为核心，对高频高压静电除尘电源的控制进行研究，旨在提高系统的稳定性和除尘效率。
二、STM32微控制器与系统架构STM32系列微控制器因其高性能、低功耗的特性，在工业控制领域得到了广泛应用。
在高频高压静电除尘电源控制系统中，STM32作为核心控制器，负责采集系统运行数据、控制电源的开关以及调节输出电压等。
系统架构主要包括电源模块、控制模块、检测模块和通信模块。
其中，控制模块以STM32为核心，通过与各模块的通信接口相连，实现对系统的全面控制。
三、高频高压静电除尘电源的控制策略1. 电压调节策略：根据实际工作需求，通过PWM（脉宽调制）技术调节高频高压电源的输出电压。
同时，采用闭环控制策略，实时采集输出电压和电流数据，根据数据调整PWM信号的占空比，以实现精确的电压调节。
2. 功率因数校正：为提高电源的效率，需对输入电流进行功率因数校正。
通过分析输入电流的波形和相位，对PWM信号进行相应调整，以降低谐波成分，提高功率因数。
3. 故障诊断与保护：系统具有完善的故障诊断和保护功能。
当检测到过压、过流、过热等故障时，系统将立即切断电源，并启动报警程序，确保设备安全运行。
四、控制系统软件设计软件设计是高频高压静电除尘电源控制系统的关键部分。
在STM32微控制器上运行的软件系统应具备实时性、稳定性和可扩展性。
主要任务包括数据采集、控制算法实现、通信协议处理等。
在数据采集方面，软件系统需实时采集电源的输出电压、电流以及系统各部分的工作状态等数据。
在控制算法实现方面，软件应根据实际需求和系统状态，通过PWM技术调节电源的输出电压和功率因数。
静电除尘器高频电源运行方式
静电除尘器高频电源运行方式一、电除尘器高频电源运行方式类别：电除尘器高频电源主流运行方式主要有以下4种：自动方式、火花率整定方式、充电比方式、脉冲供电方式。
1、自动方式：高频控制器根据现场工況自动控制 IGBT 逆变器频率（频率范围 0~20kHz），从而调节输入到静电除尘电场的功率，提供合适的电晕电压和电流。
2、火花率整定方式：火花率整定方式是一种比较有效的控制方式，其利用除尘器中火花的信号状况来对火花率进行反馈和控制，从而保证静电除尘器的电晕电压能有效地控制在接近火花电压，保持在接近火花电压下运行，因此电晕电流也保持较大。
此工作方式表现为电场电晕功率大，耗电量大，除尘效率也较高，是目前较为普遍的控制方式。
3、充电比方式：高频控制器不但调节 IGBT 逆变器频率，而且对电除尘电场粉坐荷电时间进行控制，脉冲宽度为电场粉尘荷电时间，脉沖周期减去脉冲宽度为电场荷电粉尘在阳极板的放电时间。
通过不同充电比脉冲宽度与脉冲周期的组合，可以适应各种类型的粉尘比电阻，降低及杜绝反电晕的发生，同时极大的降低了电除尘的能耗。
4、脉冲供电方式：脉冲供电方式是不间隙地向电场供电。
但在供电时，高能量供电与低能量供电交替进行，同时供电时间可以灵活调节。
在实际应用中，主要是对脉冲供电时的脉冲周期和脉冲宽度进行合理的调整，来改变高频电源的输出功率。
二、火化率整定方式原理及控制我厂使用的电除尘器高频电源运行方式为火花率整定方式。
要说火花率整定方式就先说静电除尘的原理：就地的阳极板和阴极框架之间高压形成电晕放电，电离空气产生带电离子附着在灰尘上，带电离子在阳极板和阴极框架之间的电场内受力向阳极板靠近集中在阳极板上，再由振打器将灰尘抖落至灰斗收集。
火花就是阳极板和阴极框架之间放电产生。
故，阴阳极之间要有足够的绝缘和放电条件。
集灰太厚会产生爬电并削弱电场不利于火花产生。
阴阳极之间发生放电就产生了火花，火花率太低产生带电离子少不利于除尘但火花率太高电流大又会削弱电场强度，阳极板附着力不强同样不利与除尘。
静电除尘器脉冲高频电源 各类高压电源性能对比
静电除尘器脉冲高频电源各类高压电源的性能对比与脉冲高频电源简介概述在饱受雾霾之苦的今天。
随着我国对环境保护的日益重视，燃煤电厂的污染排放受到人们的关注，国家和地方环保部门对燃煤电厂污染物的排放和总量有了较严格的控制，并且排放标准逐年升高。
这就迫使企业对现有的静电除尘器设备进行不断的升级和改造。
但是现有的问题是，很多企业的静电除尘器在当初设计时没有考虑到未来的排放标准会如此苛刻，导致一批静电除尘器在今天的环保标准下排放超标。
而在静电除尘器升级改造中，增加电场又没有足够的场地，用袋式除尘器又担心后期的维护成本。
所以提高静电除尘器高压电源的供电技术，才是解决这个问题最有效的捷径。
下面我们就通过粉尘的荷电机理与电源工作原理来论证一款由中国自主研发的新型静电除尘器高压电源——脉冲高频电源。
一、静电除尘器高压电源发展的三个阶段：第一阶段：工频电源1、恒流源：单相交流380V输入,变压器分档调幅调压，高压硅堆整流输出。
输出频率100Hz。
二次电压输出波形：纹波较大的直流（DC）电压波形。
2、单相可控硅电源：单相交流380V输入，可控硅调相调压，高压整流变压器输出。
输出频率100Hz。
二次电压输出波形：纹波较大的直流（DC）电压波形。
3、三相可控硅电源：三相交流380V输入，可控硅调相调压，高压整流变压器输出。
输出频率300Hz。
二次电压输出波形：纹波较小的直流（DC）电压波形。
第二阶段：高频电源1、按输出频率可分为：10 kHz、20 kHz、50 kHz。
2、按调压方式可分为：调频高频电源、调幅高频电源。
三相交流380V输入，可控硅/二极管调相调压，IGBT全桥逆变经高压整流变压器输出。
输出频率10 kHz、20 kHz、50kHz。
二次电压输出波形：基本上纯直流的（DC）电压波形。
第三阶段：工频基波脉冲电源工频基波脉冲电源：由两组独立电源组成即基波电源和脉冲电源。
基波频率300Hz，脉冲频率100pps，脉冲宽度75μs；第四阶段：脉冲高频电源：由多组独立高频电源叠加组成。
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进 而 提 出 了一 种 提 高 和 改 善 电 除 尘器 性 能 的 整 体 优 化 控 制 方 法 。用 全 监 督 ＲＢ Ｆ神 经 网 络 建 立 电 除 尘 器 出 口
ｎｔ ｒ ｅ ｗｏ ｋ
１ 引 言
为 了在满 足环 保排 放标 准要 求 的基 础上 达到 降低 电除 尘器 损 耗 的 目的 ， 多业 内学 者 从 荷 电 许
机 理 、 电方式 等方 面 开展研 究 ， 供 这些 研究 为 电除
电除 尘器一 次侧 电晕 功 率 模 型 ， 而将 除尘 效 率 从 和功 耗联 系起 来 ， 遗传 算 法 在 出 口浊度 满 足 要 用
浓 度 一 供 电 电压 模 型 ， ｔ － 乘 法 辨 识 电功 率 模 型 ， 用 遗 传 算 法 Ｇ 寻 找 最 佳 工 作 ２次 电压 的 设 定 值 。 结 最 ｂ－ 采 Ａ
果 证 明 ， 优 化 控 制 方 法 ， 保 证 除尘 效 率 的 同 时 又 兼 顾 了节 能 问题 。 该 在 关 键 词 ： 电 除 尘 器 ； 电 电压 ； 化 控 制 ； 传 算 法 ； 经 网 络 静 供 优 遗 神 中图 分 类 号 ： Ｐ ７ Ｔ ２Ｃｏ ｔ ｏ ｙ ｔｍ ｆＥｌｃ ｒ ｓ ａ ｉ ｅ ｉ ｔ ｔｏ ｉｈ— ｏ ｔ ｇ ｗｅ ｕ ｌｅ ｔｍ ｚ ｔｏ ｎ ｒ ｌＳ ｓ ｅ ｏ ｅ ｔ ｏ ｔ ｔｃ Ｐｒ ｃｐｉａ ｉ ｎ Ｈ ｇ ｖ ｌａ ｅ Ｐｏ ｒ Ｓ ｐｐ ｉｓ
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求 的前提 下 ， 电除 尘器 的高 压 供 电 参数 进 行 优 对
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Ｅ Ｅ Ｔ Ｃ Ｄ ＶＥ ２ １ Ｖｏ． ２ Ｎ ． Ｌ Ｃ ＲＩ ＲＩ ０ ２ １４ ｏ ２
电 气传 动 ２ １ ０ ２年 第 ４ ２卷 第 ２期
静 电 除尘 高 压 电源 的优 化 控 制 系统
李 志 军 ， 美 娜 甄
（ 河北 工业 大 学 控 制 科 学与 工程 学院 ， 津 ３ ０ ３ ） 天 ０ １ ０