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基于单片机控制的静电除尘电源调压系统设计

  1. 引言

  静电除尘器有除尘效率高、运行和维修费用相对低廉等特点,在减少排放到大气中有害粉尘方面起着十分重要的作用,是当前使用较为广泛的一种环保设备。静电除尘器是利用高压静电吸附带电离子的原理进行除尘。一般来说,静电极板电压越高,对带电离子的吸附能力就越强,除尘效率越高。但电压越高,电场内会出现频繁的火花闪烁,甚至产生电弧,放电过程难以控制,除尘效率明显降低,这种情况应该避免。如果能够控制极板电压长时间维持在临界放电状态,就可以获得最佳的除尘效果并有效节约电力资源[1]。实验证明,基于单片机80C196KC 的静电除尘电源三相交流调压控制系统能够很好实现这一功能。

  2. 静电除尘电源主电及交流调压结构

  2.1 电源主电图

  主电电如图1 所示,380V 的三相工频交流电输入后,经过由三组反并联可控硅组成的三相调压电进行调压,然后经三相高压硅整流变压器升压和整流,得到直流高压输出,硅整流变压器负高压输出经阻尼电阻供给静电除尘反应器。由于电源采用三相工频平衡供电,三相晶闸管同步移相调压,与常规单相硅整流电源相

  比具有如下特点:

  (1) 电网平衡供电,三相对称,功率因素近100%;

  (2) 由于采用三相星形输入接线方式,单相输入电流仅为同等功率输出单相电源的五分之一。

  2.2 三相交流调压电原理

  采用相位控制方式的交流电力控制电称为交流调压电,交流调压电拓扑结构有很多种,本文中提到的三相交流调压主电,是将两个晶闸管反并联后串接在每相交流电源与负载之间,如图1,在电源的每半个周期内触发一次晶闸管,使之导通。与相控整流电流电一样,通过控制晶闸管开通时候所对应的相位,可以方便地调节输出电压的有效值,从而达到交流调压的目的。

  3. 基于80C196KC 的三相交流调压控制系统

  单片机控制模块硬件电以微处理器为控制中心,兼有控制与的功能。通过输入接口接收各种采样、检测信号,再由软件程序进行计算处理后,经输出接口发出相应的控制信号,去协调、控制各部分电的操作,达到其智能化控制的目的。本文中模块的控制电采用了以80C196KC 单片机为主控的微机系统。它主要由主控电、CA6100 控制信号输出电、测量与信号采集电、A/D 转换隔离电、LCD 液晶显示模块、LCD 液晶显示模块、键盘接口电、报警装置等部分组成,单片机控制模块见图2 所示。

  单片机采用 80C196CPU 芯片,通过采集电,电源主电电压、电流信号转换为单片机可以识别的电压信号传送到A/D 转换通道,转换并和给定阈值进行比较,如发现过压或过流,则给出信号I,通过光耦隔离后控制CA6100 通用触发板,触发脉冲。通过片内软件定时器,由高速输出口(HSO)产生一频率为2HZ 的方波信号作为电流、电压给定计数器的输入脉冲。利用80C196 的PWM 口,经过光耦输出可控的脉宽调制波,再经过平滑滤波器为0~5V 直流控制电压,直接控制CA6100 通用触发板,能够使输出脉冲移相范围在5°~175°之间可调。




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