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脫硫脫硝電源中高頻高壓交流電源的實(shí)現(xiàn)

作者： 時(shí)間：2012-03-11 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò) 收藏
3 控制及驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)

　　電路所要求的脫硫脫硝電源是在高壓直流電源上疊加高頻高壓交流電源，控制電路框圖如圖
5所示。控制脈沖的產(chǎn)生采用開關(guān)電源的集成控制芯片1524，從1524芯片輸出兩路互補(bǔ)的控制脈沖，經(jīng)驅(qū)動(dòng)芯片Ι隔離放大后驅(qū)動(dòng) 。利用門電路及單穩(wěn)觸發(fā)電路可得到全橋移相控制的另外兩路脈沖，經(jīng)驅(qū)動(dòng)芯片Ⅱ隔離放大后驅(qū)動(dòng)
。控制信號(hào)的頻率可以通過1524芯片的
和
確定；占空比則由同相/反相輸入端調(diào)節(jié)；信號(hào)間的移相范圍通過單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路的
和
調(diào)節(jié)。


圖5 控制電路框圖

　　圖5中驅(qū)動(dòng)芯片Ι、Ⅱ采用西門康公司生產(chǎn)的SKHI22A驅(qū)動(dòng)模塊，該模塊通用于半橋、全橋以及三相全橋拓?fù)?，其外圍電路元件少，使用方便，具有死區(qū)互鎖、欠壓及短路保護(hù)等功能，是一種性能優(yōu)異的驅(qū)動(dòng)電路。通過調(diào)節(jié)輸出端的
和
可以匹配IGBT的開通和關(guān)斷速度，在阻值不超過其極限范圍時(shí)，阻值越小，開通和關(guān)斷速度越快。SKHI22A驅(qū)動(dòng)模塊具有短路保護(hù)功能，通過檢測(cè)IGBT的C、E兩端電壓，當(dāng)電路發(fā)生故障，即IGBT短路時(shí)給出故障信號(hào)，把故障信號(hào)引入控制電路，封鎖IGBT的驅(qū)動(dòng)脈沖。實(shí)驗(yàn)證明該驅(qū)動(dòng)模塊使用簡(jiǎn)單、可靠，具有優(yōu)良的驅(qū)動(dòng)和保護(hù)性能。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

　　在脫硫脫硝系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)反應(yīng)器的電暈線間距為 時(shí)，將基礎(chǔ)直流高壓加到20KV，交流電壓的峰峰值加到10KV時(shí)，脫硫效果比較理想。從工作原理的分析中可知，調(diào)整電感使感抗小于容抗，可使電路工作在容性狀態(tài)下。當(dāng)開關(guān)頻率為20KHz，電感值為35.5uH，變壓器的漏感為5uH時(shí)，電路感抗
；實(shí)驗(yàn)中采用的變壓器變比為N=27.58，負(fù)載的電容值為900pH，從原邊側(cè)看電路的容抗為：
，電路總阻抗為
，并呈容性。在該條件下，逆變輸出電壓
和電流
的實(shí)驗(yàn)波形如圖6所示（測(cè)量所用電流探頭為10mV/1A）。從實(shí)驗(yàn)波形計(jì)算的電路阻抗和理論計(jì)算值基本吻合。此時(shí)，變壓器原邊電壓波形如圖7所示，其峰峰值可達(dá)到420V，則在負(fù)載上可以得到峰峰值為11KV以上的交流高壓，滿足交流電壓峰峰值為10KV的設(shè)計(jì)要求。由圖6可以看出，在容性狀態(tài)下，IGBT在零電流零電壓條件下關(guān)斷，卻在大電流大電壓條件下開通，因此開通損耗較大。


圖6 容性狀態(tài)下逆變輸出電壓
和電流波形



圖7 容性狀態(tài)下變壓器原邊電壓電流波形

　　通過改變電感
的參數(shù)也可使電路工作在感性狀態(tài)下，實(shí)驗(yàn)中當(dāng)電感值為112uH時(shí)，分別計(jì)算感抗和容抗，電路總阻抗呈感性。此時(shí)逆變輸出電壓電流的實(shí)驗(yàn)波形如圖8所示。可以看出此時(shí)IGBT在大電流情況下關(guān)斷，但在零電流條件下開通，關(guān)斷損耗較大。


圖8 感性狀態(tài)下逆變輸出電壓和電流



圖9 全橋移相控制軟開關(guān)下逆變輸出電壓和電流

　

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