静电除尘装置中倍压整流电路的输出电压.pdf

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1、第30卷第1期沧州师范学院学报Vo1．30．No．12014年3月JournalofCangzhouNormalUniversityMar．2014静电除尘装置中倍压整流电路的输出电压曲振江，刘娜，朱伟(1．沧州师范学院物理与电子信息系，河北沧州061001；2．沧州市体育局体育馆，河北沧州061001)摘要：从能量、电量和电压三个平衡关系出发，分析了静电除尘装置中倍压整流电路的输出电压与负载、倍压整流电路元件参数、升压变压器分布参数、PWM逆变电路的工作状态的数量关系，给出了它们的关系表达式，并把计算结果

2、和实际装置的实际输出进行了对照，说明分析结果是符合实际情况的，同时也指出了分析结果与实际情况不完全符合的地方，为以后进一步的分析研究指出了方向．关键词：高压静电除尘；倍压整流电路；谐振频率比；脉冲占空比；RCf乘积中图分类号：TM832文献标识码：A文章编号：2095．2910(2014)01．0004．07静电除尘装置以其效率高、投资少、运行费用低等优势，在产生粉尘较多的电厂、冶金、水泥等行业得到广泛应用．目前，获得高压静电除尘装置所需的直流高压电源有三种¨J方式，一种叫常规电源，它的输出电压为缺角的正弦

3、波，如图1(a)，采用这种电源的f’厂＼＼r＼厂＼＼．静电除尘装置在工作过程中输出所需的工作电流时会产生大量的火花，使电能的除尘效率较低；另一种是把工频交流电压经整流逆变后，然后再进行升压、整流成为单向矩形波，如图1(b)，采用电源的静电除尘装置在工作过程中仍会产生一定量的火花，使电能的除尘效率不会很高，但仍比常规电源高出不少；第三种则是把工cbh)]r_1r-]r-]r_1厂]r]r_1．频交流电压经整流——PwM逆变电路后变成宽度可调的双向矩1形波电压，再用变压器把它升至几十千伏并进行多倍压整流，用这种

4、方式获得的直流高电压为平稳的直流电压，如图1(C)，实际上／VVV、／、

5、VV、VVV、一，、仍有很小的脉动，并且具有较软的输出特性，采用这种高压电源的．静电除尘装置在工作过程中不会产生火花，因而有很高的电能除⋯尘效率．采用倍压整流的方法获取高电压的静电除尘装置由于有很高的电源效率，因而使用的越来越多．图1不同的直流电压波形对于获得高电压的这种倍压整流电路的工作状态和工作特性已有一些很深入的分析_24。，而用这种方法获得的输出电压幅度除与高压变压器输出电压幅度有关以外，还与PWM逆变电路输出电压的占空比、工

6、作频率、倍压整流电路及负载的参数以及升压变压器的分布参数有关．本文介绍了倍压整流电路的工作过程，并着重从倍压整流电路的电压、电量及能量的平衡关系出发，对这种电路的输出电压进行了分析，给出了它的表达式．1倍压整流电路的工作过程本文以六倍压整流电路为例进行分析．六倍压整流电路如图2(a)所示，高压变压器的次级输出电压为占空比为k的双向矩型波，幅度为E．图中C～C6为倍压电容，容量为C，D～D为倍压整流二极管，R为负载电场的等效电阻．高压变压器的次级收稿日期：20l3一O8—1O作者简介：曲振江(1958一)，男

7、，河北东光人，沧州师范学院物理与电子信息系副教授，研究方向：电力电子技术·4·UctUc3Uc5II、llll’ECl=!!D3=!!D3C51一LD4D5DC2C4C6lI．11．【l+Il一一’+lI一一一+lI一’Uc2Uc4Uc6Un+一R(a)六倍压整流电路++II一+Il一+Il一En2E／‘，，、{／■-一．l2E2ElIl1I11+ll一’’+Il一’’+Ir=__1工aI+Ⅱn—R(b)正半周时的工作情况一+lI一+lI一+II一l一，r'．一-_rE＼=!!二一一／一、、～__，—++I

8、I一+II一+lI一JIDI’一2E¨’2E¨’中+Ⅱn—R(c)负半周时的工作情况图2倍压整流电路正负半周的工作情况电压在正半周时极性为上正下负，E通过D1为c。充电，使c上的电压u。从它的最小值ucL上升到它的最大值u，极性左正右负，如图2(b)所示．负半周时，变压器次级电压的极性反向，改为上负下正，如图2(c)所示，E与c。上的电压u。串联起来为c2充电，同样使电容c：上的电压uc2从它的最小值uc2L上升到它的最大值ucM，理想情况下电容cl上的电压u1的最大值uc1M接近E，电容c2上的电压u2的

9、最大值uc2M可接近2E的水平．工作开始后，电容c：上储存的电能不断向后传递，经过若干个周期以后电容C：～C6的电压均可达到接近2E的水平，从而使负载得到接近6倍电源电压的高电压，如图u2(b)、(C)所示．2倍压整流电路输出电压分析2．1电容C1上的电压变化幅度△】根据电路理论[，若变压器次级电压幅度为E，电容c1上的电压u在被充电初期的电压若为u，在变压器次级的等效漏感为时，电容C，上的电压u为一衰减振荡电压