连续模式下LCC-SPRC在高频电除尘电源中的应用研究

论文摘要

高频电除尘电源具有体积小、效率高以及除尘效率高等优点,在工业除尘领域成为广泛研究的热点。常用的高频电除尘电源工作在电流断续模式,开关管在整个工作过程中实现软开关,开关损耗小,但由于电路谐振电流峰值大,导通损耗大,不利于除尘电源进行扩容。电流连续模式的变换器能解决电流峰值过大的问题。本文将详细阐述连续模式的高频电除尘电源的工作特性及控制系统。首先,介绍了电流连续模式的LCC谐振变换器采用移相调频时的三种模态的电路特性以及各自的优缺点。电路采用一种优化控制模式,同时对电路的工作过程进行详细地分析。在基波分析得到的数学等效模型的基础上,求得优化控制下电路输出电压表达式,以此来进行主电路参数的设计,并求得电路在不同输出电压下的电路特性,将其与电流断续模式电路的特性进行比较。其次,利用锁相的方法实现优化控制方式,文章先介绍了锁相环的工作原理,针对模拟锁相环存在的缺点,提出一种基于DSP的ECAP模块的数字锁相方法,控制系统简单可靠,并利用实验来验证数字锁相控制系统的可行性。然后,对电除尘模拟系统的闪络控制展开分析。输出电压的闭环反馈控制是闪络控制的基础,电路采用增量式PI的控制算法实现；通过对输出电压、电流信号进行检测来判断闪络；分段式控制算法实现输出电压跟踪介质恢复曲线以及闪络率的控制。最后总结了本文的内容并对今后的工作进行展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 电除尘电源的发展
• 1.3 影响电除尘电源除尘效率的因素
• 1.4 电除尘电源的控制
• 1.5 本文主要工作
• 第二章 高频电除尘电源主电路分析
• 2.1 主电路拓扑
• 2.2 PS-PWM控制的三种工作模态
• 2.2.1 N-type
• 2.2.2 F-type
• 2.2.3 M-type
• 2.2.4 三种PS-PWM控制方式特性比较
• 2.3 优化控制模式
• 2.3.1 电路特性分析
• 2.3.2 等效数学模型的建立
• 2.3.3 参数设计
• 2.3.4 仿真分析
• 2.4 电流连续模式与电流断续模式的特性比较
• 本章小节
• 第三章 数字锁相
• 3.1 锁相环工作原理
• 3.2 模拟PLL控制的实现
• 3.3 数字锁相（DPLL）
• 3.3.1 ECAP实现数字锁相
• 3.3.2 数字锁相的误差补偿
• 3.3.3 移相控制实现
• 3.4 开环系统的锁相实验波形
• 3.4.1 锁相验证实验
• 3.4.2 电除尘电源实验
• 本章小节
• 第四章 系统控制
• 4.1 闭环控制
• 4.1.1 PID控制
• 4.1.2 闭环控制实现
• 4.2 闪络控制
• 4.2.1 闪络判断
• 4.2.2 闪络处理
• 4.3 系统控制框图
• 4.4 实验波形
• 本章小节
• 第五章 总结与展望
• 5.1 论文总结
• 5.2 工作展望
• 参考文献
• 附录一
• 附录二
• 致谢