[发明专利]基于真有效值技术的静电除尘控制装置

说明书

技术领域

本发明属于环保控制技术领域，具体是一种基于真有效值技术的静电除尘控制装置。

背景技术

目前的静电除尘控制装置多采用平均值测量方法，具体将低压，高压侧的电流、电压，通过取绝对值或整流的非线性变换转换为单极性脉动直流信号；此信号一般有两种处理方式，一种方式是直流采样，即通过时间常数大于信号周期的R、C网络滤成直流信号之后再输入A/D采样模块；另一种方式是交流采样，即信号直接输入A/D采样模块，由软件在一定时间内取多个点做数值平均处理。

由于测量结果受非线性转换电路及波形因素的影响，精度差，难以得到真值；而且非线性电路参数调整困难，计算结果与真实值之间的标定费时费力；更为严重的是，由于信号处理电路中的大的取直电容的存在，或者是程序中取平均值算法的影响，测量结果较实际信号变化滞后，控制的实时性差，严重影响响应速度。

对于标准无失真的单一频率正弦信号可以由测出的平均值乘以系数得到，对于失真的正弦信号，则不存在固定的换算关系。电气设备的功率与提供的电流、电压的平方成正比，平均值转换得到的结果不可避免地存在误差，已不能真实反应实际功率消耗情况。

有效值是根据被测信号在一个信号周期内的等效功率计算得到的数值，因此有效值能真实反应出被测信号的做功情况。真有效值将待测信号进行离散积分计算其均方根值，是按信号周期连续实时采样被测信号一个完整的波形，能精确，实时地测量各种波形，且不用考虑波形参数的失真度大小，检测结果与实际值完全相符。

静电除尘控制器多采用可控硅移相触发的方式实现调压。具体方式为：将两个可控硅反向并联之后串接在电源与整流变压器之间，通过控制可控硅导通时所对应的相位，在电源的每半个周期内触发一次可控硅，使整流变压器的输入端获得大小可调的交流电压。对导通角的控制严重破坏了各种电气信号的单一频率特性，波形畸变，谐波成分增加，平均值的测量出现误差，已不再适用。

为了达到最佳除尘效率，静电除尘系统在不发生故障的前提下以极限电流、电压运行。静电除尘装置常见的故障类型为初次级的过流、过压，变压器偏励磁，高压电场火花闪络等。在不发生上述故障的情况下的除尘效率是衡量控制器性能的重要指标。多数故障的定义是基于对装置的热保护得到的，真有效值是基于等功率的原理得到的数值，直接反应了功率消耗情况，根据真有效值大小进行各种保护，更加及时且恰到好处；而由于平均值法测量的固有缺陷，使得控制装置对各种故障的判断存在偏差，从而影响了静电除尘系统的效率。

在静电除尘系统中，通常会安装电流、电压表用于指示工作状况。在实际工程应用场合，机械表仍被大量使用。机械表的表笔由信号产生的平均电磁力驱动，是一种平均值的测量方式。而真有效值与平均值存在的固有误差，导致这两种测量结果不具备可比性。

此外，静电除尘装置的耗电情况也是用户关注参数之一。但是由于采用平均值测量方法，目前的控制器都不能提供功率，电能，功率因数等相关参数。用户只能通过其它仪表获取相关信息。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种基于真有效值技术的静电除尘控制装置。

本发明具体技术路线为： 采用具有硬件乘、除法器的定点数DSP作为处理、控制模块。

从静电除尘装置取样得到的初次级电流，电压信号经过放缩，平移的线性变换之后直接输入DSP的A/D采样模块。选择计算周期为整数倍的信号周期，在一个计算周期内，等时间间隔取N（N为正整数）个时间点进行A/D采样转换。对于每个信号，定义两个变量A和B，变量A保存信号去除偏置之后的A/D结果的绝对值之和，变量B保存信号的平方和，在一个周期开始之前，将这两个变量清零，之后在每个时间点上，对初，次级的电流，电压同步采样，顺序转换，所有信号转换完后触发ADC转换完成中断，在中断服务程序中，根据事先标定的系数减去直流偏置，分别将结果的绝对值以及平方加入变量A和变量B。完成计算周期内的采样之后，在主循环程序中根据标定系数计算信号的平均值以及均方根值。