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船舶燃气轮机等离子点火系统电源设计与仿真
| 论文题名： | 船舶燃气轮机等离子点火系统电源设计与仿真 |
| 关键词： | 船舶燃气轮机;等离子点火系统;电源设计;仿真分析 |
| 摘要： | 在燃气轮机的实际工作过程中,往往会因为各种原因频繁调动机组,导致轻油耗量大,维护成本也会相应地增加。因此近些年来人们一直在寻求用劣质燃料作为燃气轮机的燃料,寻求低成本但同样可以高效地点燃燃料,启动机组正常运行。此时燃烧室的效率高低就成了一个关键的因素。等离子点火作为一种新技术就应运而生了,它克服了许多常规电火花点火等方式的弊端,具有无可比拟的优点。该点火方式具有放电能量高,使燃烧过程充分,对环境条件要求低的特点,是一种新型有效的点火方式。鉴于设计的电源系统的性能优劣是整个等离子点火系统稳定可靠运行的关键前提,研制出可靠性高、功率大、体积小的直流电源系统对等离子点火器的试验运行具有重要的理论价值和实际指导意义。 本文详细地分析研究了燃气轮机连续弧等离子点火要使用的供电电源系统。首先结合本校设计的连续弧等离子器和等离子弧的特性及用电要求,电源采用了引弧和维弧主电路相结合的工作方式。主电路设计了一种基于IGBT的600W半桥式直流开关电源方案,克服了以往维弧主电路上大电阻消耗大部分能量的弊端,大大提高了电源效率。并且根据拟合出的一般电弧负载的特性曲线,制定出主电路的设计指标,然后对电源的主电路系统进行参数计算设计以及仿真。其次采用新型高频脉冲引弧电路作为本电源系统的引弧电路,并且对电容储能部分和LC振荡阶段分别进行了数学和仿真分析,得出最后引弧输出的脉冲高压波形。仿真中使引弧电路的脉冲充电频率和主电路的开关频率保持一致,这样就省去了电流传感器的环节,使整个电源系统更加紧凑合理。主电路部分增加了电磁兼容性的设计,并且对开关管的吸收保护电路进行了仿真分析,验证出采用的保护电路能够有效抑制开关管的尖峰电压,防止开关管损坏。使电路运行更加安全可靠。电源系统采用脉宽调制(PWM)技术对电源进行反馈电压闭环控制,并且加入了过流保护、过压保护、欠压保护电路等辅助保护电路。 在连续弧等离子点火系统进行点火试验时,本文的仿真结果是试验的有效参考依据。 |
| 作者： | 周晶 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 杨家龙 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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