随着现代工业的不断发展,有效治理煤炭、化工等行业的烟尘排放已成为全球环境保护的重要课题。静电除尘系统作为工业粉尘治理的重要设备,可较好地实现工业现场细微粉尘颗粒的过滤及控制,其内部静电除尘电源的调控方式、输出性能及损耗特性对系统除尘效率有着显著影响。传统静电除尘电源存在着电压脉动高、动态响应速度慢及谐振损耗大等缺陷,而中频静电除尘电源因其安全性高、功率密度大、电能损耗小及改造成本低等特点,已成为各类静电除尘电源方案中的理想选择。本文以提高中频静电除尘系统除尘效率为目标,围绕新型中频恒流型静电除尘电源的静态特性、瞬态特性及损耗热特性进行深入研究。主要研究内容如下:1.给出新型中频静电除尘电源主电路拓扑及除尘器本体等效负载经验参数。对新型电源中单相全桥逆变器的中频PWM调制策略进行研究分类,同时考虑不同调制策略对系统电流谐波畸变因数及中频高压整流变压器额外损耗的影响,引入SPWM自然采样调制进行对比分析。根据新型除尘电源状态方程建立系统开环仿真模型,分析出不同调制策略下新型电源系统在输出特性、谐波特性及开关损耗特性上的静态特性指标差异,选用移相调制作为新型电源调制方式并引入功率开关管的软开关技术。2.根据移相调制下新型中频恒流型静电除尘电源的工作原理在复频域建立系统大信号模型。以系统最小动态响应误差平方积为目标引入全状态反馈控制,优先设计电流内环并等效为新功率级。根据控制对象及典型环节对系统瞬态特性的影响对系统调节补偿网络进行设计。建立系统闭环仿真模型,考虑电源起动过程、直流母线电压突升突降及等效负载突增突卸等工况,利用时域瞬态性能指标对系统瞬态特性进行分析,验证新型电源系统在大信号扰动下具有稳、准、快及抗干扰性强等瞬态性能。3.针对新型电源中母线电容器及中频整流变压器两类电阻性电能损耗进行分析,通过对母线电容器阻性纹波电压的解耦提出电容器ESR提取方法,并根据Dowell假设及空载试验对中频变压器绕组损耗及磁芯损耗进行解析。对逆变器开关管及高压整流管引起的半导体开关损耗进行研究,根据实际所选器件推得各类半导体开关总热损耗及总平均损耗功率表达式,并在Thermal Library中建立3D、2D损耗模型。实现了对新型电源在正常运行状态下,系统内部各模块电能损耗及热特性的仿真分析。4.在理论分析与仿真验证的基础上,对新型电源系统硬件架构及软件程序进行设计并制作实验样机。编写DSP-CPLD主控程序及火花保护程序,实现新型电源实验样机的闭环控制及保护策略。根据实验样机正常运行实验数据及闪络实验数据,结合计算公式解析结果验证了课题设计方案的可行性及合理性。