基于can总线的智能电除尘器监控系统研究与设计

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1、中北大学学位论文除尘器电源技术的发展在很大程度上是由市场的需求推动的。我国近年来除尘器的市场需求快速增加，每年的市场增长速率超过百分之十，随着对环保的日益重视，电除尘器正得到越来越广泛的应用，据统计，1999年至2001年，全国19个主要除尘器生产企业，本体厂的年均总销售额约18亿元，年均销售额约2．2亿元。2002年的市场需求容量已达到20亿元人民币。开发出性价比适合于中国市场的产品是中国除尘行业的当务之急。近年来，对电源技术的研究主要集中在研究以下几个方面：各种不同供电方式对除尘效率的影响f21J；将高压和低压进行集中控制‘22】；对多台供电装

2、置进行联网通讯【23】【241或通过互联网远程监控‘25】【26】；也有人主张采用工控机对供电电源进行控制‘271。电除尘器在大气污染控制中举足轻重，但也还存在着许多必需解决的问题。迄今为止，对于复杂的电除尘器研究，只能在单一因素或假设简化的条件下进行，使得理论值和实际值相差甚远。1．3电除尘控制器的工作原理及其控制技术1．3．1电除尘器的工作原理电除尘器一般是由金属板做成的集尘极和与高压电源相连的电晕极组成。集尘极要求可靠接地并作为阳极，而电晕极一般为阴极，与高压变压器的输出端相连，两极之间由高压电瓷瓶或特制高压绝缘柱隔离。电晕极一般置于阳极板之

3、间的中心位置，电晕线的上下两端一般由弹簧与电晕架相连并张紧，目的是有利于振打清灰，消除阴极狄尘(即克服阴极肥大现象)。含尘气流从除尘器的下方进入除尘器本体，在引风机风力的作用下，在电场中向上移动(对于卧式除尘器是向前运动)，将清洁空气从上部排出。电除尘器是利用气体的电晕放电工作的。在电晕极和集尘极之间加高电压，使气体产生电晕放电，电场空间的正离子在电场力的作用下向电晕极移动，自由电子和负离子在电场力的作用下向集尘极移动，充满到两极问的绝大部分空间，当污染的气体通过这一电场空间时，充满在空间的自由电子和负离子将与被污染气体的气溶胶粒子碰撞并附着在气溶

4、胶粒子上使之带电，形成带负电的离子，这些带负电的离子积在集尘极上的粉尘到一定厚度时，就由清除装置及时清理，使粉尘落入灰斗后排出。可见，电除尘器的除尘过程可概括为以下三个阶段：4中北大学学位论文(1)粉尘荷电：在电晕极与集尘极之间施加直流高压，电晕极产生电晕放电，使空气电离，发出噬噬响声，并伴有蓝光，形成大量的自由电子和正离子。在电晕极附近的电晕区内，正离子立即被电晕极吸引过去而失去电荷。自由电子和随即形成的负离子因受电场力的驱使向集尘极移动，并充满两极之间的绝大部分空间。含尘气流通过电场空间时，自由电子、负离子与粉尘碰撞并附着其上，这样就实现了粉尘

5、荷电。(2)粉尘沉积：荷电粉尘在电场中受库仑力作用被送往集尘极，经过一定时问后达到集尘极表面，放出所带负电荷沉集到阳极板上。(3)振打清灰：集尘极表面上的粉尘沉集到一定厚度后，用机械振打等方法，将其清除，使之落入下部灰斗中。电晕极也会附着少量粉尘，隔一定时间也需进行清灰。1．3．2电除尘控制器的控制原理电除尘器的除尘电压升到一定值时，电场内将产生火花放电。随着电压升高每分钟产生的火花次数(火花率)也相应增加，可达到几百次。电除尘控制器的控制特性是要保证电除尘器在各种不同的运行状态都能供给与这一状态相对应的最佳高电压，以保证其最大的场强和最大的电晕电

6、流，使尘埃粒子能获得最大的荷电量，从而在电场力的作用下，提高沉积率。而这个最佳高电压应略低于电场发生火花的电压。因为电场发生火花时，为避免发生电弧，应控制电压迅速降低，但降低太多，电场强度会大大削弱，尘埃的荷电量也要大大减少，无疑沉积率就要下降。由于电除尘器中的气流流量、尘埃浓度、温度、湿度及粉尘的荷电性质等因素是经常变化的，所以电除尘器电场的火花是不可避免的，也是经常出现的。为了防止频繁的火花发生，电除尘控制器必须能对电除尘器电场的高压进行自动调节。为了使电除尘器在不同的规格，不同的工况时始终保持高的除尘效率，电除尘控制器应能在运行过程中不断对其

7、输出的电压和电流实现调节。调压通常在低压侧进行。早期的电除尘器中都采用自耦变压器和手动控制实现高压，这样无法及时跟随烟尘的变化情况，而且无法避免经常反复调节和电流过大而发生跳闸现象，工作电压只能保持在很低的水平，使电除尘器的效率不能得到充分发挥。理想的电除尘控制器必须能实现自动调压。’可控硅调压装置能根据烟尘的变化快速灵敏地调节电源输出的电压和电流，其原理如图1．1所示。5中北大学学位论文图1．1可控硅调压原理图可控硅调压装置由两只反向并联的可控硅组成，接在电源和整流变压器之间，只要控制加在可控硅控制极上的触发脉冲信号，就能改变可控硅的导通角，使整

8、流变压器的输入端获得大小可调的交流电压，电源和可控硅之间的电抗器用来改善电压波形，使之连续平滑，并限制电流上升率，对瞬间电