[发明专利]静电除尘用大功率脉冲变压器设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种静电除尘器，尤其涉及一种静电除尘用大功率脉冲变压器设计方法，属于环保设备技术领域。

背景技术

目前，我国现代工业发展迅猛，粉尘排放量大大增加，空气污染日趋严重，静电除尘设备可以有效治理粉尘类空气污染问题，成为各工厂的首选，而高压电源系统是静电除尘设备的重要电气核心部分，是影响静电除尘器工作效果的关键。现今应用广泛的是传统的工频电源和高频电源，它们均属于恒流电源，当比电阻过高时，沉积到集尘极上的粉尘不容易释放电荷，粉尘层也逐渐增厚，造成电能的浪费，更大的危害在于引发反电晕和二次扬尘，损坏静电除尘器。因此，国内外提出了脉冲电源系统，此系统能对脉冲电压、脉冲宽度、脉冲重复频率单次的独立调节，以及火花率受控制，增大了适用范围，提高了静电除尘器的除尘效率。

变压器是高压电源系统的重要升压部分，一般变压器已不能实现此脉冲电源系统的升压功能，需要一种大功率脉冲变压器，因此，对静电除尘用大功率脉冲变压器的研究尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种静电除尘用大功率脉冲变压器设计方法，所述大功率脉冲变压器属于中频、中高压、大功率脉冲变压器，一次侧为双绕组，二次侧为单绕组，用于电源主电路中的RLC谐振脉冲发生回路中，一次侧电压波形为-[a(cosωt-1)+b]V，二次侧电压波形为c(cosωt-1)V。要求达到的设计参数如下：理想变比n∈[20,30]、容量S₂∈[10,20]MW、脉冲周期T₀即脉冲宽度t_K∈[50,100]us、脉冲重复频率f∈[4,200]Hz、T₀内平均功率P₂∈[100,150]kW、一次侧两绕组漏感L_s1＝L_s2＝6×10^-6H、一次侧两绕组电阻R_s1＝R_s2∈[0.01,0.05]Ω、一次侧电压有效值U₁∈[2000,2300]V、一次侧电压变化范围U₁″∈[800,1000]V、一次侧电流有效值I₁∈[3000,4000]A、二次侧电压有效值U₂∈[50000,60000]V、二次侧电压峰值U_2m∈[80000,90000]V、二次侧电压变化范围U₂″＝U_2m∈[80000,90000]V、二次侧电流有效值I₂∈[250,300]A、主电路中RLC回路总电容C∈[4×10^-6,5×10^-6]F、温升T′＜40℃。此脉冲变压器在脉冲高压电源系统中起到重要的升压作用，使得脉冲高压电源能精确输出所要求的脉冲电。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种静电除尘用大功率脉冲变压器设计方法，包括以下步骤：

1)计算等值线路参数

变压器工作效率目标值为η，计算脉冲冲变压器实际变比并取整；脉冲前后沿宽度t_s≈20％T₀，T₀为脉冲周期；一次侧电阻S₂为容量；二次侧电阻等效到一次侧的线性化电阻R′₁≈R₁+R_s1，二次侧等值直流电阻等效到一次侧后电阻磁化电感其中二次侧平顶降落ΔU₂＝U″₂[1-cos(0.8π)]/2，U″₂是二次侧电压变化范围；电压传输系数允许的漏感为其中τ_s，δ为系数；允许的分布电容为若脉冲变压器设计要求的漏感值L_s1小于允许的漏感值L′_s1，则更新允许漏感L_SB1＝L_s1和动态分布电容C_B＝C′-C，C为主电路中RLC回路总电容，继续第2)步；否则，分别增大或减小工作效率η、脉冲前后沿宽度t_s和二次侧平顶降落ΔU₂的值，并重新进行第1)步的运算；

2)选择绝缘及绕组线径