單片機控制的靜電除塵電源調(diào)壓系統(tǒng)

　　靜電除塵器有除塵效率高、運行和維修費用相對低廉等特點，在減少排放到大氣中有害粉塵方面起著十分重要的作用，是當(dāng)前使用較為廣泛的一種環(huán)保設(shè)備。靜電除塵器是利用高壓靜電吸附帶電離子的原理進行除塵。一般來說，靜電極板電壓越高，對帶電離子的吸附能力就越強，除塵效率越高。但電壓越高，電場內(nèi)會出現(xiàn)頻繁的火花閃爍，甚至產(chǎn)生電弧，放電過程難以控制，除塵效率明顯降低，這種情況應(yīng)該避免。如果能夠控制極板電壓長時間維持在臨界放電狀態(tài)，就可以獲得最佳的除塵效果并有效節(jié)約電力資源 。實驗證明，基于單片機 80C196KC的靜電除塵電源三相交流調(diào)壓控制系統(tǒng)能夠很好實現(xiàn)這一功能。

　　2. 靜電除塵電源主電路及交流調(diào)壓結(jié)構(gòu)

　　2.1 電源主電路

　　主電路電路如圖 1所示，380V的三相工頻交流電輸入后，經(jīng)過由三組反并聯(lián)可控硅組成的三相調(diào)壓電路進行調(diào)壓，然后經(jīng)三相高壓硅整流變壓器升壓和整流，得到直流高壓輸出,硅整流變壓器負高壓輸出經(jīng)阻尼電阻供給靜電除塵反應(yīng)器。

　　由于電源采用三相工頻平衡供電，三相晶閘管同步移相調(diào)壓，與常規(guī)單相硅整流電源相比具有如下特點：

　　(1) 電網(wǎng)平衡供電，三相對稱，功率因素近 100%；

　　(2) 由于采用三相星形輸入接線方式，單相輸入電流僅為同等功率輸出單相電源的五分之一。

　　2.2 三相交流調(diào)壓電路原理

　　采用相位控制方式的交流電力控制電路稱為交流調(diào)壓電路，交流調(diào)壓電路拓撲結(jié)構(gòu)有很多種，本文中提到的三相交流調(diào)壓主電路，是將兩個晶閘管反并聯(lián)后串接在每相交流電源與負載之間，如圖1，在電源的每半個周期內(nèi)觸發(fā)一次晶閘管，使之導(dǎo)通。與相控整流電流電路一樣，通過控制晶閘管開通時候所對應(yīng)的相位，可以方便地調(diào)節(jié)輸出電壓的有效值，從而達到交流調(diào)壓的目的。

　　3. 基于 80C196KC的三相交流調(diào)壓控制系統(tǒng)

　　單片機控制模塊硬件電路以微處理器為控制中心，兼有控制與監(jiān)視的功能。通過輸入接口接收各種采樣、檢測信號，再由軟件程序進行計算處理后，經(jīng)輸出接口發(fā)出相應(yīng)的控制信號，去協(xié)調(diào)、控制各部分電路的操作，達到其智能化控制的目的。本文中監(jiān)控模塊的控制電路采用了以 80C196KC單片機為主控的微機監(jiān)控系統(tǒng)。它主要由主控電路、 CA6100控制信號輸出電路、測量與信號采集電路、A/D轉(zhuǎn)換隔離電路、 LCD液晶顯示模塊、LCD液晶顯示模塊、鍵盤接口電路、報警裝置等部分組成，單片機控制模塊見圖 2所示。

　　單片機采用 80C196CPU芯片，通過采集電路，電源主電路電壓、電流信號轉(zhuǎn)換為單片機可以識別的電壓信號傳送到 A/D轉(zhuǎn)換通道，轉(zhuǎn)換并和給定閾值進行比較，如發(fā)現(xiàn)過壓或過流，則給出禁止信號 I，通過光耦隔離后控制 CA6100通用觸發(fā)板，封鎖觸發(fā)脈沖。通過片內(nèi)軟件定時器，由高速輸出口（HSO）產(chǎn)生一頻率為 2HZ的方波信號作為電流、電壓給定計數(shù)器的輸入脈沖。利用 80C196的 PWM口，經(jīng)過光耦輸出可控的脈寬調(diào)制波，再經(jīng)過平滑濾波器轉(zhuǎn)化為 0～5V直流控制電壓，直接控制 CA6100通用觸發(fā)板，能夠使輸出脈沖移相范圍在 5°～175°之間可調(diào)。

　　3.1 主控電路設(shè)計

　　80C196KC單片機有著豐富的內(nèi)部資源，主控電路以單片機芯片為核心，擴展了一片外部數(shù)據(jù)存儲器 6264，一片外部程序存儲器 2764，一片外部功能擴展芯片 8155，輔以地址鎖存器 74LS373，地址譯碼器 74LS138，復(fù)位電路，晶振電路，A/D轉(zhuǎn)換隔離電路等。