直流—交流交替式高压静电除尘技术的研究

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1、文参京交硕士学位论文直流一交流交替式高压静电除尘技术的研究ResearchonthehighvoltageelectrostaticprecipitationwithDC-ACalternatingtechnology作者：樊兴超导师：姜学东北京交通大学2014年3月学位论文版权使用授权书4IIIIIIIIIIIIltllIIIIIIitll111IIIY2603037本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采

2、用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：缎Z，坦新躲蚕协签字日期：弘什年弓月『7日签字日期：zoI十年弓月17日中图分类号：TM832UDC：621．3学校代码：10004密级：公开北京交通大学硕士学位论文直流一交流交替式高压静电除尘技术的研究Researchonthehi曲voltageelectrostaticprecipitationwithDC-ACalternatingtechnology

3、作者姓名：樊兴超导师姓名：姜学东学位类别：学术型学号：11121589职称：副教授学位级别：硕士学科专业：电气工程研究方向：特种电源技术北京交通大学2014年3月致谢本论文的工作是在我的导师姜学东教授的悉心指导下完成的，姜学东教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响，并对我今后的工作、学习以及做人等方面起到了楷模作用。在此衷心感谢这两年半来姜学东老师对我的谆谆教诲和无微不至的关怀。在两年半的实验室工作中，得到了王昕老师、叶晶晶老师、刘彪老师的指导及帮助，他们在理论和实践上都给与了我及时的帮助，使我在科学研

4、究的道路上少走了许多的弯路。几位老师也非常关心我的日常生活，再此向他们表示我诚挚的谢意。同时杨鑫、付云骁、崔伟胜等同学对我论文中的研究工作给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。另外也感谢我的家人，他们的在精神上的支持与鼓励，生活上的关心与帮助，使我能够在学校专心完成我的学业，本论文也凝结了他们的心血与汗水。最后感谢在百忙之中抽出宝贵时间对本论文进行评审的各位专家们，衷心感激你们对本论文提出的宝贵意见，谢谢!中文摘要摘要：近年来，全国各大城市与地区出现了不同程度的雾霾天气，严重影响了人们的生活与健康。雾霾天气的形成主

5、要是由空气中的悬浮颗粒物引起，其中PM2．5等细小颗粒物由于其危害较大而引起了市民与专家的重视。电除尘器被认为是从源头消除颗粒物污染的有效方法，但现有的除尘器对PM2．5等细小颗粒物的吸收效率较低。电除尘器的核心部分是除尘电源的选择，因此急需设计一种新型的电除尘器供电电源来使装置有效吸收PM2．5等细小颗粒物。从实际应用来看，电除尘器为了抑制反电晕现象的发生多采用高压电源间歇性供电方法，该方法不仅有效的抑制了反电晕现象的发生，减少用电量，同时由于采用间歇式供电时使施加到反应器上的电压可近似变换为交流电压的叠加，还提高了装

6、置的除尘效率。为此本文以粒子荷电原理为理论依据，从离子电流密度和通过电凝并扩大粒子直径两个方面重点研究了交流电压对PM2．5等细小颗粒物荷电特性的影响，得出了交流电可从以上两个方面提高装置对PM2．5等微小颗粒物的荷电量，且频率越高，幅值越大，荷电效果越好，从而可以提高装置对细小颗粒物的除尘效率。同时综合以上两点，本文提出了一种设想，即当电除尘器电源采用高压直流电源间歇性供电时，在间歇停止供电的时候改用交流电源供电，即直流一交流交替供电的方式。直流一交流交替供电方式的具体工作原理为：当反应器上施加的电压为交流电时，此时可

7、以提高装置对PM2．5等细小颗粒物的荷电量，且在此过程中，荷电粒子并没有完全堆积到收尘极板，而已堆积到收尘极板的荷电粒子也以合适的速度释放出电荷并被清除掉，这样就减少了荷电粉尘的堆积，有效地抑制反电晕现象的发生；当施加直流电时可有效吸收己充分荷电的PM2．5等细小颗粒物，提高装置的除尘效率。另外，本文还对直流一交流交替供电电源进行了理论研究与分析，包括高压交流电源的设计，高压直流电源的设计以及交替控制电路的设计。交流电源采用串联负载串联谐振的工作方式；直流电源采用并联负载串联谐振的工作方式；交替控制电路的设计选用开关器件

8、以及电容电感来实现交流高压与直流高压的交替输出。同时对电源器件的参数选择进行了分析计算，还给出了电路的抗干扰设计。最后，本文通过上述的设计与计算，对电源进行了MATLAB仿真，得出了理想的波形，验证了理论分析的可行性。关键词：交替供电；电流密度；电凝并；荷电量；除尘效率；串联谐振分类号：TM832北京交通大学硕士学位