静电除尘电源单片控制系统的设计开题报告

课题名称

静电除尘电源单片控制系统的设计

系名称

信息工程系

专业名称

自动化

学生姓名

指导教师

一、课题来源及意义

随着社会的发展，空气污染越来越严重而各类工业排放的烟尘又是空气污染的主要来源。因此，烟气的清除对环境保护有着重要的意义。静电除尘电源控制系统是除尘设备中的重要组成部分，所以它的质量的好坏直接影响到除尘效果和稳定性。

二、高压静电除尘电源国内外的发展及现状

我国是个静电除尘器大国，我国静电除尘器使用的电源过去和现在基本上都是工频50Hz 晶闸管相控整流供电。工频整流电源效率低，输出文波大，不利于节能减排，消耗大量铜和铁，不利于可持续发展。而高频开关电源供电电源能够克服上述缺点，欧美发达国家都已采用高频开关电源给静电除尘器供电。近年来国内的静电除尘企业也意识到节能减排和可持续发展的重要性，也已纷纷开展高频化静电除尘电源的研制，并有企业开始小批量生产。

武汉某公司自主研发的静电除尘高频高压电源在国内属领先水平。该类产品采用三相整流后IGBT 全桥软开关谐振逆变在经变压器升压和高压整流的基本拓扑，输出电压20-70KV，输出电流20-800mA,输出额定功率56KW，电源转换率大于93%，开关频率为20KHz。该公司的产品的产品已经在国内多个电厂和钢厂使用。整体看来国内企业所研制的高频静电除尘电源输出功率都不高，因为额定功率越大,制造工艺和控制技术的难度也越大，因此国内研发的产品仅局限于小功率等级的除尘电源。

国外在高频金电除尘电源方面有比较大的技术优势，如美国的GE 公司、丹麦的F.L.SMITH 公司和法国的ALSTOM 等公司都有相应的产品。法国的ALSTOM 公司的新产品开关集成整流器SIR（Switched Integrated Rectifier ）是高频静电除尘电源的代表之作，具有业界较领先的水平，相对于传统的电源能够在相同的封装空间内传输大得多的功率。ALSTOM 全球范围在役SIR 电源有800 多台，最大规格1.7A/70KV，在中国境内推广的实际规格只有0.4A/72kV 和0.8A/72kV，目前ALSTOM 公司的这类产

品单价为40 多万，是单相工频整流电源的5 倍还多，相对较贵，因此应用也比较局

限。

三、研究目标

利用单片、计算机通讯、电力电子技术，以及电子电路设计的基本能力来完成高

压静电除尘系统的单片控制系统部分设计。从而达到输出高压10 万伏，输出电流0. 5

安，并采用51 单片机为核心通过霍尔传感器采集主电路的电压电流对主电路控制并

实现保护；对IGBT 模块实现触发控制；对电源模块进行管理。

四、研究内容

1、设计电除尘电源控制部分电路。设计合理的硬件电路来实现所需要的测量功

能，其中包括霍尔传感器的设计，A/D 转换器的设计，单片机（51）系统的

设计。

2、编写电除尘电源控制部分的控制程序。

3、对软件进行调试，实现电源控制的目的。

五、研究方法与手段

1、设计方案：

RAM.ROM 接口

时钟

保护

信号输出电路

霍尔传感器功能：主电路电压电流信号的采集。

A/D 转化模块功能：将输入的电压转换成相应的数字量输出。

单片机控制系统模块功能：对输入信号进行分析计算，数据存储，主电路的控制、

保护控制命令。

2、设计要求：首先由霍尔传感器对进来的有关参数，如电流、电压进行检测，然后这些参数经转换电路变换为所需要的电流电压标准模拟信号，这些模拟信号由采样-保持电路将模拟信号按周期，依一定次序逐个采入，经放大器、A/D 转换器转换成相应的数字量信号，再将数字信号传输给单片机，然后运行相应程序对采集的信息进行综合分析、计算。

实验室现有设备：EL-MUT-III 型单片机教学实验箱

六、进度安排

1、2009.12.07-2010.03.15 查找资料，了解了静电除尘的意义来源以及工作原理，单片机的原理及应用，霍尔传感器的原理，完成开题报告。

2、2010.03.16-2010.03.31 设计电除尘电源控制部分的电路3、2010.04.01-2010.04.15 编写控制系统程序
4、2010.04.16-2010.05.09 对系统软件进行调试
5、2010.05.10-2010.06.01 撰写论文，准备答辩。

八、参考文献

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[5] 李刚，林凌．与8051 兼容的高性能、高速单片机—C8051Fxxx [M]．北京：北京 航空航天大学出版社，2002
[6] 赵晶．电路设计与制版Protel99 高级应用 [M]．北京：人民邮电出版社，2000

[7] 阎石．数字电子技术基本教程 [M]．北京：清华大学出版社，2007
[8] 王兆安，黄俊．电力电子技术 [M]．北京：机械工业出版社，2000
[9] 吴功宜．计算机网络 [M]．北京：清华大学出版社，2007
[10] 王化祥．自动检测技术 [M]．北京：化学工业出版社，2009
[11] 倪志莲．刘军单片机应用技术 [M]．北京：北京理工大学出版社，2010 [10] 刘军，石健将.静电除尘电源的发展[J].环境工程,2008, 26(5):44-47. [11] 刘涛,王敦庆，常阳光.基于单片机的静电除尘控制系统设计[J].单片机 开发与应用，2008，24（9-2）:51-53.

[12] 鲁光辉.霍尔电流传感器的性能及应用[J].四川文理学院学报，2007,17 （2）:40-42

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[14]唐敬麟，张禄虎.除尘装置系统及设备设计选用手册[M].北京：化学工业出版 社，2003

选题是否合适： 是□ 否□
课题能否实现： 能□ 不能□
指导教师（签字）

年

月

日

选题是否合适： 是□ 否□
课题能否实现： 能□ 不能□
审题小组组长（签字）

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