臭氧發(fā)生器電源中的閉環(huán)頻率自動跟蹤

1、EDDE年E月高電壓技術(shù)第日卷第E期 k ECk臭氧發(fā)生器電源中的閉環(huán)頻率自動跟蹤!"#$%#'%)( *+$,"-.(/0 1"23") 456 3'7 #'% 8 1#4" () '9": 9#,"； <9%'-+ () '( $#) -= ', 6 /$%#'%)( ) ' 9" : (>"1 <3/ $5( * '" ? &() °&'1黃玉水呂宏王立喬張仲

2、超A浙江大學(xué)杭州BCDDEFG摘要根據(jù)臭氧發(fā)生器等效電路提出了基于新型移相控制的閉環(huán)頻率自動跟蹤策略H它邏輯明確I控制性能優(yōu)越|實現(xiàn)簡單可靠H實驗驗證了所有分析結(jié)果HJ KLMNOM 89", '#'05( * 4$(，"-$ ( (/* 1"23") 45# 3'7 #'%'#4" R#, "- ( )' 9" /9#, "； , 9%'- 4() '( $%/1(/(,"-S=' 9#,#4 ( ) 4<%"$ (

3、 Q%# ) -% ' %7349" #, 5# ) -1 " $%R$'' (% 7 / $'T7 ") ' 6 $#) #$5, % 1",3$, #1" U'1%-R 5, 9" "V/ "1% ") ',S關(guān)鍵詞臭氧發(fā)生器電源 移相控制 閉環(huán)頻率自動跟蹤WXYZ N L ( 8( ) 3&' 1 / ( > " 1 , 3/ / $5 / 9#, "； , 9%'-4() '($ 4$

4、；, "-$(/* 1"23")45# 3'7 #'% '#4" 中圖分類號 8文獻(xiàn)標(biāo)識碼 6岀電壓Hh控制策略EiC新型移相控制控制策略采用新型移相控制 aEb利用幅值相等 方向相反的兩個直流電平與三角調(diào)制波相比較A如圖B#G生初始調(diào)制信號 a如圖BRI 4G然后根據(jù)圖臭氧氧化力極強(qiáng)通常用靜態(tài)放電|電 解|熱輻射|光化學(xué)等法產(chǎn)生H它在廢水及廢氣處理|除臭|殺菌消毒等方面的應(yīng)用日益引 起人們的重視aCbH我國臭氧發(fā)生器電源一般由工頻 或中頻電源直接升壓實現(xiàn)但體積大|噪聲高|效率低H因此利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)研制新型臭氧發(fā)生 器電源研

5、究電源特性與臭氧產(chǎn)量的關(guān)系以達(dá)到減少電源體積|降低噪聲和增加效率等目的對節(jié)約能源加速臭氧在工業(yè)中的應(yīng)用具有十分重要的意義H本文介紹靜態(tài)放電型臭氧發(fā)生器等效電路并給 岀了系統(tǒng)主電路同時在文aEb新型移相控制的基礎(chǔ)上提岀了實現(xiàn)閉環(huán)頻率自動跟蹤的策略給岀了相關(guān)實驗波形HA#G臭氧發(fā)生器結(jié)構(gòu)ARG等效電路圖C臭氧發(fā)生器結(jié)構(gòu)及等效電路C 臭氧發(fā)生器等效電路及主電路acb靜態(tài)放電型臭氧發(fā)生器主要由絕緣材料和放電 通道組成吉構(gòu)見圖 CA#GH玻璃管的外圈及中心接 高壓交流電的兩極 H電壓上升至靜態(tài)放電吏通入的氧氣產(chǎn)生臭氧h臭氧發(fā)生器等效電路如圖CARGF中 -1 d Q串聯(lián)連接分別為放電通道和絕緣材料等 效

6、電容e電壓源f ,為放電維持電壓 H電源樣機(jī)主電路見圖E整流部分為常用的二 極管不控整流 A圖中未給岀G逆變部分采用電壓型 單相全橋電路 逆變輸出用高頻升壓變壓器輸出高 壓至負(fù)載A臭氧發(fā)生器 m串聯(lián)補(bǔ)償電感 g,實現(xiàn)負(fù)載 諧振電容dC用于隔直且其電壓信號反饋到控制電 路以實現(xiàn)閉環(huán)頻率自動跟蹤H采用移相控制調(diào)節(jié)輸圖E 臭氧發(fā)生器電源主電路圖B新型控制的基本原理R和4得到兩個互補(bǔ)信號-和“ 再利用“的上升沿產(chǎn)生驅(qū)動信號*及與其互補(bǔ)的驅(qū)動信號QA同時考慮死區(qū)時間6和j 0這兩個信號經(jīng)驅(qū)動電路后分別 驅(qū)動逆變電路的 8 c和8 '管e同理利用-的上升沿b *bc I RL*22*<=：d

7、ef(g" a h = <h A A i <h =d EKL*a h EL*自號 來辰電電信過電路門電路'另一路用于給出'該電位的設(shè)定'以保證系統(tǒng)起動圖A 主電路電壓及反饋圖B 負(fù)載頻率改變過程主電電容電壓波形路輸出電流波形產(chǎn)生驅(qū)動信號！及與其互補(bǔ)的驅(qū)動信號"#應(yīng)考慮死區(qū)時間$和&，這兩個信號經(jīng)驅(qū)動電路分別驅(qū)動逆 變電路的（）和（*管+在這種控制邏輯下，可得到逆變器的輸出電壓,+此電壓的基波分量與圖_中的三角波同相同頻 +因此如果能保證該三角波與負(fù)載電流同相同頻，就可保證電路工作在諧振狀態(tài)，且具有頻率跟蹤的功能+三角波在變頻跟蹤的

8、同時須保持幅度恒定，同時控制直流電平的幅值可調(diào)節(jié)輸出脈寬的占空比，以實現(xiàn)對輸岀電壓的線性調(diào)節(jié)+*.* 閉環(huán)頻率自動跟蹤通過分析可知，該控制策略實現(xiàn)的關(guān)鍵是獲取 三角波信號，同時保證三角波信號幅度恒定并與逆 變器輸岀電流同相同頻+文/*0信號變換電路中，正弦波與三角波之間具有固定的123相位差，因此采 用負(fù)載電路反饋電容電壓信號'來保證三角調(diào)制波 信號與逆變器輸出電流同相同頻要實現(xiàn)閉環(huán)頻率的自動跟蹤，應(yīng)注意*點45&必須設(shè)計合理的起動電路使系統(tǒng)正常起動 保證負(fù)載順利進(jìn)入諧振狀態(tài)+* &必須有反映負(fù)載頻率變化的反饋信號來驅(qū)動逆變器以實現(xiàn)閉環(huán)頻率的自動跟蹤，在負(fù)載頻率變化時保

9、證始終工作在諧振狀態(tài)+自動跟蹤原理框圖見圖6+系統(tǒng)起動時，負(fù)載輸岀電流較小，反饋電容電壓近似為零，這時由起動電 路工作一路輸岀用于圭寸鎖門電路 一個電位于信號變換電路的輸入端 與系統(tǒng)正常工作時負(fù)載頻率相當(dāng)后迅速進(jìn)入諧振狀態(tài)+當(dāng)電容上反饋電壓信號上升到一定幅值時，起動電路工作變化為4一路輸出開通門電路，另一路輸出被封鎖，此時信號變換電路輸出的驅(qū)動信號與反饋電容上的電壓信號同頻并具有固定的123相位差，這樣就能保證驅(qū)動信號與逆變器 輸出電流同相同頻 ，使負(fù)載工作于諧振狀態(tài)+圖6 閉環(huán)頻率自動跟蹤原理在系統(tǒng)工作過程中，放電通道的等效電容會因 放電而發(fā)生變化 引起負(fù)載諧振頻率改變+此時由于控制電路中鎖

10、相環(huán)節(jié)的作用，使驅(qū)動信號始終保持與輸出電流同相同頻，并具有始終趨向于負(fù)載電流最大的能力，以保證系統(tǒng)在新的諧振頻率下工作+7 實驗波形研制的一臺工作頻 率8 *29的樣機(jī)的系統(tǒng) 主電路見圖*+逆變電路采用 v（開關(guān)器件+圖？為逆變電路中V （的門極驅(qū)動信號'從 上到下依次為主電路中（5 * ）以及（6管的門 極驅(qū)動信號+圖？ 主功率器件的門極驅(qū)動信號圖A為系統(tǒng)正常工作時主電路電壓#上&及反饋電容的電壓波形#下&它們之間具有固定的123相 位差，反饋信號經(jīng)變換電路后得到相位差123的三 角波，再根據(jù)移相控制策略得到圖?門極驅(qū)動信號'保證負(fù)載工作于諧振狀態(tài) +圖B為負(fù)

11、載頻率變化時，逆變電路輸出的電流波形+前半段為負(fù)載頻率較低時逆變電路輸出電流 波形+當(dāng)負(fù)載頻率變化時 ，輸出電流頻率也發(fā)生相應(yīng) 的變化，見圖B后半段+實驗進(jìn)一步證明了系統(tǒng)具有 閉環(huán)頻率自動跟蹤的功能'使系統(tǒng)始終工作在負(fù)載諧振狀態(tài)+C結(jié)論研制的電源樣機(jī)在新型移相控制策略的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了閉環(huán)頻率的自動跟蹤，控制策略性能優(yōu)越，邏輯簡單且易于實現(xiàn)，系統(tǒng)工作穩(wěn)定，效果良好，達(dá)到了負(fù)載諧振和閉環(huán)頻率自動跟蹤的目的，為進(jìn)一步研究電源特性與臭氧產(chǎn)量的關(guān)系提供了技術(shù)保證+參 考 文 獻(xiàn)5 DEF'G " H I J-KL M%NO MPN ! QRSTU VEFJSEKIT! '

12、W! U XIYZI FVQKE-TU SI GEF-FJ "F I SJI SXESI X'VI FJ E; EF" I S -FT" JG I疋S -FVI I -KZ-JEFG MA N$ _1 B' : -FV/! EZ' $ ! "F-' 5 11B4BA5* 王立喬等.基于新型移相控制的感應(yīng)加熱電源的研究.電力電子技術(shù) ，*225 ' ?#5&4）#收稿日期*225 2B*a&黃玉水 51A1年生博士生研究方向為電力電子技術(shù)及其應(yīng)用電話 4#2?B5&aB1） 5a 52 +臭氧

13、發(fā)生器電源中的閉環(huán)頻率自動跟蹤作者：黃玉水，呂宏，王立喬，張仲超作者單位：浙江大學(xué)，杭州310027刊名：高電壓技術(shù)|1ST忙|日|呢J英文刊名：HIGH VOLTAGE ENGINEERING年，卷(期):200228(2)引用次數(shù)：12次參考文獻(xiàn)(2條)1. Konishi Y PDM&PWM hybrid-controlled high-frequency load-resonant inverter for efficient ozonizerand its peformance evaluations 19972. 王立喬.黃玉水.王長永.張仲超 基于新型移相控制的感應(yīng)加熱電

14、源的研究期刊論文-電力電子技術(shù)2001(1)相似文獻(xiàn)(10條)1. 期刊論文 黃玉水.胡長生.張仲超 基于閉環(huán)控制策略的負(fù)載諧振型臭氧發(fā)生器電源-電工技術(shù)學(xué)報2004,19(1)介質(zhì)阻擋放電型臭氧發(fā)生器負(fù)載呈容t隨負(fù)載外加電壓的升高間隙放電逐漸增強(qiáng)其總的負(fù)載等效電容逐漸變大針對負(fù)載的這一特點提出了一 種基于逆變器輸出電流進(jìn)行閉環(huán)頻率跟蹤控制的高頻逆變電源方詳細(xì)分析了該控制策略的特點并研制了實驗樣機(jī)進(jìn)行了實驗驗證得出應(yīng)用該方 案的電源具有結(jié)構(gòu)簡單、工作頻率變化范圍小、系統(tǒng)參數(shù)容易選擇、可靠性高等優(yōu)點.2. 學(xué)位論文唐杰串聯(lián)諧振式DB型臭氧發(fā)生器電源的研究與開發(fā)2004論文主要研究與開發(fā)大功率串聯(lián)

15、諧振式B型臭氧發(fā)生器的供電電源基于DB型臭氧發(fā)生器的工作原理和串聯(lián)諧振式逆變電路的工作原理DB型 臭氧發(fā)生器的等效電路、動態(tài)電氣特性、供電電源的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、控制策略與實現(xiàn)等關(guān)鍵技術(shù)問題進(jìn)行了深入的研究該文研究的理論成果成功開發(fā) 出了產(chǎn)量淞kg/h的DB型臭氧發(fā)生裝置電源系統(tǒng)系統(tǒng)的實際運行結(jié)果證明了論文理論研究和實際設(shè)計的正確性與實用價值文的主要工作包括如下 5個方面1.大功率DB型臭氧發(fā)生器電源用逆變電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)研究也B型臭氧發(fā)生器電源中兩種常用的負(fù)載諧振式逆變拓?fù)溥M(jìn)行了對比分析擇串 聯(lián)諧振式逆變電路作為大功率B型臭氧發(fā)生器電源的逆變拓扌2.DBDS臭氧發(fā)生器負(fù)載特性研究寸正弦波電流供電的介質(zhì)阻

16、擋放電電路的工作原理 進(jìn)行了詳細(xì)分析基于放電間隙電壓的傅立葉級數(shù)展J首次提出了正弦波電流供電的介質(zhì)阻擋放電電路的基波等效電路基波等效電路研究與討論了 DB型臭氧發(fā)生器的動態(tài)電氣特性得到了DB型臭氧發(fā)生器電氣參數(shù)的最佳匹配范圍為設(shè)計性能優(yōu)良的介質(zhì)阻擋放電型臭氧發(fā)生器電源提供了很好的 理論參考依據(jù)3.DBD型臭氧發(fā)生器電源控制策略的研究寸串聯(lián)諧振式逆變器輸出功率控制技術(shù)進(jìn)行了綜述、分析和歸選擇頻率跟蹤移相PWM制作 為DB型臭氧發(fā)生器電源輸出功率控制方式寸該控制方式下逆變器的運行模式進(jìn)行了詳細(xì)的分析得出了容性模式更適合方B型臭氧發(fā)生器用串聯(lián)諧 振式逆變器這一結(jié)論研究了在該控制方式下逆變器的調(diào)功特性

17、和零電流開關(guān)條給出了最大有效移相角的數(shù)學(xué)表達(dá)式提出與研究了基準(zhǔn)臂開關(guān)管觸 發(fā)脈沖與負(fù)載電流同相的DB型臭氧發(fā)生器電源電路拓?fù)浼捌潢P(guān)鍵技核現(xiàn)了GBT勺ZCS;4頻率跟蹤移相PWM制實現(xiàn)方案的研究在總結(jié)現(xiàn)有頻率跟 蹤移相PWM制電路的基礎(chǔ)上提出了一種新型的基于集成鎖相環(huán)D4046頻率跟蹤移相=WM制電路并利用CD404的特性解決了電路的延時和電源的 起動問題5.電源主電路和驅(qū)動電路的設(shè)計與實現(xiàn)侖文提出了一種基于集成驅(qū)動模塊SD313的DB型臭氧發(fā)生器電源新型驅(qū)動電路應(yīng)用上述理論研究 成果開發(fā)了40kw/1kHz產(chǎn)量為2kg/h的臭氧發(fā)生裝置電源系統(tǒng)給出了詳細(xì)的設(shè)計過程與實驗波形驗證了電路設(shè)計的正確

18、性和可行性.3. 期刊論文 黃玉水.呂宏.王立喬.張仲超臭氧發(fā)生器電源中容性控制的研究-高電壓技術(shù)2002,28(10)根據(jù)介質(zhì)阻擋放電型臭氧發(fā)生器的負(fù)載特t提出了一種基于容性控制的高頻逆變電源I述了該控制方法的原理和特點給出了電源控制電路并進(jìn) 行了實驗研究結(jié)果表明基于容性控制的高頻逆變電源工作頻率變化范圍有利于電路設(shè)計和參數(shù)選擇、結(jié)構(gòu)簡單且工作穩(wěn)定可靠.4. 學(xué)位論文唐雄民大功率串聯(lián)負(fù)載諧振式臭氧發(fā)生器供電電源的研究2006臭氧(化學(xué)表達(dá)式為：O<,3>。常溫常壓下是一種不穩(wěn)定的淡藍(lán)色氣體，很容易被分解為氧氣，不產(chǎn)生二次污染，屬于一種無公害、無污染、無殘 留的氧化與消毒劑。因此，

19、臭氧被大量應(yīng)用于有機(jī)合成、無機(jī)化工、冶金、造紙、印染、食品保鮮和醫(yī)療器具及餐具消毒等領(lǐng)域，涉及到人們生活的 各個方面，并被廣泛應(yīng)用于自來水凈化和工業(yè)、生活污廢水的處理。產(chǎn)生臭氧的方法主要有紫外線照射法、電解法、放射化學(xué)法和介質(zhì)阻擋放電法 ，在這些方法中介質(zhì)阻擋放電法DBD具有能耗相對較低、單機(jī)臭氧產(chǎn)量大，氣源可為干燥空氣、氧氣或含氧濃度較高的富氧氣體、便于工業(yè)現(xiàn)場生產(chǎn) 等優(yōu)點，因此工業(yè)上合成臭氧大多采用該法。目前國內(nèi)大多數(shù)臭氧設(shè)備商生產(chǎn)的大功率臭氧發(fā)生器大多采用將逆變電路輸出方波經(jīng)升壓變壓器直接施加于臭氧發(fā)生器上，并且電路采用開環(huán)控 制，整個電源系統(tǒng)存在開關(guān)管損耗和開關(guān)應(yīng)力大，開關(guān)管和與開關(guān)管

20、并聯(lián)的吸收回路發(fā)熱嚴(yán)重、整個發(fā)生器系統(tǒng)效率低、電路輸出功率難以進(jìn)一步提 高的問題，嚴(yán)重的限制了臭氧發(fā)生器系統(tǒng)在國內(nèi)的推廣。針對這些問題，本文采用基于全橋串聯(lián)負(fù)載諧振的供電電源來解決原有電源系統(tǒng)存在的問題 ，并從電源系統(tǒng)主要電氣量的電氣調(diào)節(jié)特性、軟開關(guān)實現(xiàn)技術(shù)和多功能控制回路的實現(xiàn)等三個方面，對大功率臭氧發(fā)生器供電電源進(jìn)行了研究和探討 ，本文的主要研究工作包括以下幾個部分：(1) 針對目前臭氧供電電源的分析和設(shè)計方法主要依賴經(jīng)驗而不能精確地反映電路工作的實際過程，本文電路的原始等效電路出發(fā)，用時域 分析的方法對PF容性控制、PF感性控制、PS感性控制下勺DB電路進(jìn)行了詳細(xì)地理論推導(dǎo)和分析，得出了

21、B電路的工作頻率、逆變電路輸出電流峰 值、發(fā)生器承受的峰值電壓和電路的放電功率的顯性表達(dá)式及對應(yīng)的調(diào)節(jié)特性，并采用實驗的方法驗證了推導(dǎo)的正確性。(2) 針對目前還沒有相關(guān)文獻(xiàn)對不同控制方式下的全橋串聯(lián)負(fù)載諧振式電源的性能展開對比分析和研究，為填補(bǔ)這一空白，本文以電路中主要 電氣量的調(diào)節(jié)特性為基礎(chǔ)，對三種控制方式下電路性能進(jìn)行對比分析，得到了中、低頻下B電源系統(tǒng)適合采用容性控制，而高頻下dbDl源系統(tǒng)適合采用PS感性控制的結(jié)論。這一工作能使臭氧電源設(shè)計者能根據(jù)實際需要選擇適合的控制方式。(3) 為降低時域分析方法的復(fù)雜和煩瑣，本文利用串聯(lián)諧振電路工作時電流接近正弦波這一特性，提出了串聯(lián)負(fù)載諧振式

22、路的基波分析方法 ，推導(dǎo)TDBDL源中主要電氣量的表達(dá)式。理論計算結(jié)果、仿真和實驗結(jié)果表明，三者的相對誤差小于與時域分析法比較，采用基波分析方法計 算得到的結(jié)果雖然較時域分析法計算得到的結(jié)果稍差，但具有簡便和實用的特點，有比較現(xiàn)實的工程意義。另外在這一部分，在基波分析方法的基礎(chǔ) 上提出了串聯(lián)諧振式)BDL源的基波設(shè)計法，它是一種簡單和實用的設(shè)計方法，實踐結(jié)果表明本文提出的基波等效設(shè)計方法具有快捷、方便和精度相對 較高的特點，是一種簡捷實用的配套電源設(shè)計方法。(4) 在現(xiàn)有全橋串聯(lián)負(fù)載諧振式電源的頻率跟蹤環(huán)節(jié)的進(jìn)行了歸納和分析的基礎(chǔ)上，得到了容性、PF感性和PS感性控制的頻率跟蹤的通用的實現(xiàn)方法

23、，并以此基礎(chǔ)提出了一種能提高bDl路的放電效率的新型三環(huán)調(diào)節(jié)器，該調(diào)節(jié)器由功率滯環(huán)控制器、發(fā)生管峰值電壓調(diào)節(jié)器和相位控制調(diào)節(jié) 器組成，仿真結(jié)果表明，這種新型控制系統(tǒng)優(yōu)于現(xiàn)有的廣泛使用的等控制方案，它不僅能滿足B電源的控制系統(tǒng)的基本要求：在保證B電路工作 在最佳放電電壓的前提下連續(xù)地調(diào)節(jié)電源的輸出功率，而且具有更強(qiáng)的抗擾動能力，徹底解決了發(fā)生器過壓的問題。(5) 從控制回路工作的可靠性、良好的保密性和調(diào)試的便利性出發(fā)，采用了以LD/FP為核心控制芯片的控制方案，并根據(jù)電力電子系統(tǒng)在本質(zhì) 上可以視為離散系統(tǒng)這一特征，提出了電力電子電路控制系統(tǒng)的有限狀態(tài)機(jī)建模方法。在這兩者的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了采用一套硬件

24、方法實現(xiàn)了 PJFB勺性、PF容性和PS感性控制。(6) 對在串聯(lián)諧振DB電源中實瓏VS(Zero Voltage Switching)的方法進(jìn)行了探討。在研究中放棄了認(rèn)為開關(guān)管切換時電流恒定這一假設(shè)，從功 率Mosfe管實際開關(guān)過程中電流變化規(guī)律出發(fā)，提出了一種新的等效電路，并依此為工具，詳細(xì)地研究了串聯(lián)諧振供電源的ZV實現(xiàn)方法。(7) 利用本文提出的分析方法和設(shè)計公式，作者試制了 一臺kgO3/h的串聯(lián)負(fù)載諧振式臭氧發(fā)生器供電電源，實驗表明電源系統(tǒng)能滿足設(shè)計要求 ，已在番禺某廠投入了運行，它能長時間可靠地工作，并得到了用戶的認(rèn)可。5. 期刊論文 王躍球.唐杰.WANG Yue-qiuTAN

25、G Jie大功率DB型臭氧發(fā)生器電源的研制-電力電子技術(shù)2007,41(2)介紹了一種用于臭氧發(fā)生器工業(yè)裝置的供電電漏出了電源的主電路、控制電路和驅(qū)動電路設(shè)計過電源主電路由GBT勾成的-橋式電路組成 ;控制電路由集成鎖相5CD404構(gòu)成;驅(qū)動電路采用了智能集成驅(qū)動器SD315設(shè)計出的臭氧發(fā)生器電源能滿足大功率臭氧發(fā)生裝置的要裝置現(xiàn)場運 行穩(wěn)定可靠.6. 會議論文 王躍球.唐杰 大功率DB型臭氧發(fā)生器電源的研制2007介紹了一種用于臭氧發(fā)生器工業(yè)裝置的供電電源。給出了電源的主電路、控制電路和驅(qū)動電路設(shè)計過程。電源主電GB由構(gòu)成的-橋式電路組成 ;控制電路由集成鎖相5CD404構(gòu)成;驅(qū)動電路采用了

26、智能集成驅(qū)動器SD315A設(shè)計出的臭氧發(fā)生器電源能滿足大功率臭氧發(fā)生裝置的要裝置現(xiàn)場 運行穩(wěn)定可靠。7. 學(xué)位論文吳振興串聯(lián)諧振型高頻臭氧發(fā)生器電源特性研究2006臭氧作為一種強(qiáng)氧化劑，已廣泛應(yīng)用于食用水的凈化消毒和工業(yè)污水處理、空氣凈化及煙道氣體中有毒物質(zhì)的去除、醫(yī)療器具等的消毒殺菌、紡 織物的漂白和脫色、食品保鮮、酒精飲料的提純和人工陳化工藝等方面。工業(yè)上主要采用介質(zhì)阻擋放電的原理大產(chǎn)量生產(chǎn)臭氧，傳統(tǒng)的工頻直接升壓 法雖然裝置簡單、成本較低，但是體積龐大、效率很低、產(chǎn)量也難以提高，高頻化成為臭氧發(fā)生器電源的發(fā)展趨勢。在實際電路拓?fù)渲?，由于?fù)載呈容性，在高頻時會與高頻變壓器的漏感串聯(lián)諧振，對

27、臭氧發(fā)生器的效率與穩(wěn)定性產(chǎn)生很大的影響，本文通過對串 聯(lián)諧振型高頻臭氧發(fā)生器的特性研究，發(fā)現(xiàn)： 臭氧產(chǎn)量與放電平均功率有很好的線性關(guān)系，在其他條件不變的情況下，增大放電平均功率是增大臭氧產(chǎn)量的有效手段； 在正常工作的范圍內(nèi)，隨著工作頻率的升高，放電平均功率線性增大，提高工作頻率是提高放電平均功率的有效手段； 容性負(fù)載特性使得高頻電源與反應(yīng)器串聯(lián)諧振。為了使得系統(tǒng)工作在容性區(qū)，工作頻率必須小于諧振頻率，即串聯(lián)諧振型高頻臭氧發(fā)生器工作 頻率的選擇受限于諧振頻率； 高頻變壓器的繞制方法、高頻變壓器的原方匝數(shù)、層間距離、原副方線圈之間的距離等，決定了其漏感大小及系統(tǒng)諧振頻率。通過改進(jìn)高頻變 壓器的繞制

28、方法，減少其漏感，可使裝置在更高的頻率下穩(wěn)定運行，提高了放電平均功率，是臭氧濃度和產(chǎn)量提高的有效方法。在此基礎(chǔ)上，本文設(shè)計出一套高頻電源，選擇工作電壓有效值ft00V工作頻率為8kHz帶單臺盤式臭氧發(fā)生器負(fù)載，放電平均功率可達(dá)712W臭氧產(chǎn)量可邊0.06g/h,臭氧濃度可達(dá)50.1g/m3已完成的實驗研究都是在單臺盤式反應(yīng)器的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，產(chǎn)量最多也只達(dá)到/h,消耗的放電功率為12W要達(dá)至巾kg/h的產(chǎn)量，電源的輸出 功率要達(dá)至21kW如何設(shè)述OkW以上的臭氧發(fā)生器電源，使得系統(tǒng)帶大功率放電負(fù)載時，仍然可以工作在高頻的狀態(tài)，是本課題后續(xù)研究的重點和難 點。8. 期刊論文 胡維.孟志強(qiáng).孫傳奇.

29、HU Wei MENG Zhi-qiang. SUN Chuan-qi基于雙頻逆變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的臭氧發(fā)生器電源研究-電力科學(xué)與工程2005(4)文章將成熟應(yīng)用于感應(yīng)加熱電源的雙頻逆變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)運用于負(fù)載成容性的臭氧發(fā)生器電提出了一種新的多頻臭氧發(fā)生電源研究了這種電源的 工作原理和電路的工作模態(tài)通過對電路穩(wěn)態(tài)工作過程波形的推導(dǎo)得出了臭氧發(fā)生器介質(zhì)層電壓以及放電功率的表達(dá);并給出了仿真結(jié)果.9. 期刊論文 唐雄民.孟志強(qiáng).彭永進(jìn).TANG Xiongmin MENG Zhiqiang. PENG Yongjin串聯(lián)負(fù)載諧振式DB型臭氧發(fā) 生器電源-高電壓技術(shù)2006,32(7)為解決DB型臭氧發(fā)生器工頻

30、升壓供電方案的效率低、設(shè)備體積龐大和對電網(wǎng)注入大量諧波的問采用串聯(lián)負(fù)載諧振式供電電源的方案通過結(jié)合 電源開關(guān)器件的通斷和)b負(fù)載放電與不放電狀態(tài)詳細(xì)分析了工作在完全諧振狀態(tài)下的串聯(lián)負(fù)載諧振DBDl路，得出了整個電路在完全諧振狀態(tài)下的 各個工作模態(tài)基于模態(tài)分析推導(dǎo)了一系列等式由推導(dǎo)和分析得出了電路諧振時臭氧發(fā)生器承受的最高電壓、每個周期的放電功率、與串接的補(bǔ)償電 感無關(guān)的特性、DB負(fù)載放電功率、DB負(fù)載參數(shù)的調(diào)節(jié)特性最后給出了較為實用的工程設(shè)計公式這些研究可供合理設(shè)計串聯(lián)負(fù)載諧振式B型臭氧發(fā) 生器的供電電源及分析不同控制方式下B電路的工作模態(tài)參考.10. 學(xué)位論文易娜容性工況下串聯(lián)諧振式臭氧發(fā)生

31、器電源的研究2006本課題是結(jié)合某廠K?h級的中頻大功率串聯(lián)諧振式臭氧電源工作在容性工況下的條件進(jìn)行開發(fā)研究的，作者作為主要研究人員參與了該電源的研 發(fā)工作。該公司原有臭氧電源采用將逆變器輸出方波電壓經(jīng)升壓變壓器，直接施加于臭氧發(fā)生器上，存在開關(guān)管損耗大和開關(guān)應(yīng)力大、開關(guān)管和吸收 回路發(fā)熱嚴(yán)重、效率低等問題，限制了電路的輸出功率進(jìn)一步提高。針對這些問題，本研究采用串聯(lián)負(fù)載諧振式供電電源。該電源可以工作于感性和 容性兩種工作狀態(tài)。本文主要針對容性狀態(tài)下的臭氧發(fā)生器電源進(jìn)行相關(guān)研究，研究內(nèi)容包括以下幾部分：(1) 在正弦電流源供電的)B型發(fā)生器的基波等效電路基礎(chǔ)上，提出了一種考慮電路雜散損變壓器勵磁損耗