静电除尘电源的高压高频大功率变压器整体优化关键技术研究

基本信息
批准号:51407156
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:24.00
负责人:顾小卫
学科分类:
依托单位:浙江大学
批准年份:2014
结题年份:2017
起止时间:2015-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:郭瑭瑭,刘星亮,郝世强,罗清璟,孙鹏飞,蒋群,王智博
关键词:
高频电源高频分布参数多物理场耦合分析谐振电路拓扑
结项摘要

To improve the electrostatic precipitator(ESP) collection efficiency, this project focus on the key techniques of overall optimization for high voltage high frequency and high power transformer in ESP power : 1. Traditional transformer design optimization is obviously inadequate, we should consider the high-frequency loss model, using the improved genetic theory, to achieve a fast and efficient multi-objective optimization method,this will open up new ways to design of high-frequency transformer. 2.To effectively solve the high frequency effects for the high-voltage high-frequency power transformer,firstly using the finite element software to optimize the parasitic parameters,.Secondly,integration design methode of series-parallel resonant converter and hign-voltage high-frequency and high power transformr is proposed. A very important feature is the high voltage transformer parasitic parameters are used as resonant components, constitute a new circuit topology, which can effectively remove the adverse effects caused by high-frequency. 3.To enhance the reliability of the ESP power, using the electromagnetic heat-multi-fluid coupling simulation for the high-voltage,high-frequency and high power transformer, which can ensure no local hot spots without change the above optimization structure, this method provide a new idea for high reliability operation of the ESP power. Carry out the project, will be provide a solid technical foundation for new generation of high-frequency ESP power, meanwhile, also promote the development of new energy-related industries.

为提高电除尘电源除尘效率,本项目重点研究用于电除尘电源的高压高频大功率变压器整体优化的几个关键技术:1.针对传统变压器优化设计的明显不足,考虑高频损耗模型,利用了改进的遗传理论方法,实现了快速高效的多目标优化方法,开辟了优化设计高频变压器的新途径。2.为有效解决高压高频大功率变压器的高频效应,首先采用有限元软件优化高频分布参数,再次基于变流器与变压器整体设计思想,将高频分布参数作为谐振单元,构成新的电路拓扑结构,可有效去除高频效应带来的不利影响。3.在提升电除尘电源的可靠性方面,对高压高频大功率变压器采用电磁热-多流体耦合仿真,做到不改变上述优化结构的前提下,可确保变压器无局部热点,为高可靠性电除尘电源系统的稳定运行提供了新思路。本项目的开展,将为新一代电除尘高频电源提供坚实的技术基础,推动了电除尘和新能源相关产业的发展。

项目摘要

随着国家节能减排政策的大力推进,利用新技术来提高工业除尘设备的除尘效率越来越受到研究人员的重视。传统的电除尘设备中电源部分由于除尘效率低,动态响应太慢,功率因数较低等缺点已不足以满足现阶段的除尘环保要求。高性能的高频除尘电源取代传统的工频电源成为未来除尘领域中主要的电源设备已是一种趋势。为提高电除尘电源除尘效率,本项目完成了电除尘电源的高压高频大功率变压器整体优化的几个关键技术:1.分析了几种磁芯材料在不同频率和磁通密度下的损耗特性,优化选择了磁芯材料。进而针对传统变压器采用磁芯面积乘积公式AP法进行优化设计的明显不足,利用了改进的遗传理论方法,实现了快速高效的多目标优化方法,开辟了优化设计高频变压器的新途径;2.分析了高压高频高功率变压器的特性将会直接决定电路工作状态和控制方式的选择。为有效解决高压高频大功率变压器的高频效应,基于变流器与变压器整体设计思想,将高频分布参数作为谐振单元,构成新的电路拓扑结构,通过详细的理论分析推导出电路中各关键量的数学表达式,分析了串并联谐振电路的结构,优点及其参数设计方法;3.在提升电除尘电源的可靠性方面,对高压高频大功率变压器采用有限元软件电磁热-多流体耦合仿真,做到不改变上述优化结构的前提下,可确保变压器无局部热点,为高可靠性电除尘电源系统的稳定运行提供了新思路。本项目的开展,将为新一代电除尘高频电源提供坚实的技术基础,推动了电除尘和新能源相关产业的发展。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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