描述
Power System是MATLAB软件中种针对电力系统的可视化建模与仿真的工具。Power System和Simulink同时使用将使一些复杂的、非线性的电力系统建模与仿真变得简捷。通过控制搭建成的除尘器电源系统的参数,可轻松实现对输出电压、电流的控制。对除尘器电源系统性能分析,控制策略,故障判断等有着重要的理论意义与工程实践意义。
1 除尘器电源系统模型
高压静电除尘的原理是,在空间放置一组或几组间隔一定距离的金属极板,通以直流高压,维持一个足以使气体电离的静电场,当粉尘颗粒进入静电场后与气体电离产生的电子、阴离子、阳离子结合,带了电后的尘粒在电场作用下,向极性相反的电极运动,并在几秒钟内到达而沉积在电极上,以达到尘粒和气体分离的目的。
脉冲发生器模块Pulse1、Pulse2相位互差180°,通过改变各自的相位延迟时间控制交流电压输出波彤,进而控制整流侧输出电压。
为了保证电路能正常工作,应采用大于60°的宽脉冲或双窄脉冲的触发电路;为保证输出电压三相对称并有一定的调节范围,晶闸管的触发信 与相应的交流电源相序一致,三相的触发脉冲应依次相差120°,同一相的两个反并联的晶闸管触发脉冲应相差180°,触发脉冲顺序是VT1→VT→VT3→VT4→VT5→VT6,依次相差60°,通过改变Pulse Cenerator的移相控制端的大小进行调压控制。
为了保证晶闸管的可靠工作,要求触发脉冲有很高实时性和很强的驱动能力,本实验采用宽脉冲方式触发。触发脉冲是由DSC的输出比较模块产生,移相和脉冲形成都由软件来实现,经过外部放大隔离电路输出至晶闸管。移相触发脉冲控制方式采用定时器作为计时标准,计算得到定时器的计数脉冲个数,当捕获到同步电压的上升沿时,启动定时器,当达到计数脉冲个数时,产生触发脉冲。
3.2 实验数据
搭建好实验平台后我们对控制板能否完成需要的功能进行实验,主要包括是否能产生触发脉冲,一、二次侧电压是否满足数学模型要求等图9为主控界面,图10为参数设置界面。
4 结束语
从仿真波形上可以看出输出相同直流电压值,单相电源是半个正弦波波动,三相电源是六个波头波动,很显然单相电源波动幅度比三相电源波动幅度要大,因此,三相电源电压更加稳定可靠;另外单相电源峰值Up为113kV远高于空气击穿电压72kV容易引起火花放电,除尘器本体不能长时间处于临界火化状态工作,从而降低了除尘效率,三相电源峰值Vp略低于击穿电压不容易引起火花放电且更容易满足控制策略的要求;单相电源调压电路中主要含有3次和3的整数倍次谐波,可使电 中线电流剧增造成电 的不平衡和电路功率因数的下降,三相星形调压电路中因为不含有中线且三相的3次和3的整数倍次谐波是同相位的不能在各相之间流动,因此,三相星形调压电路中没有此类谐波,对电 影响很小。从实际实验波形可以看出与三相仿真二次侧输出波肜一致,说明了利用MATLAB对除尘器电源系统进行仿真能真实的反应现场工况,为下一步高效率电源控制系统的开发提供了开发环境。
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