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DBD型臭氧发生器负载特性及新型供电电源研究

发布时间:2018-04-18 20:10

  本文选题:介质阻挡放电 + 臭氧发生器 ; 参考:《广东工业大学》2015年硕士论文


【摘要】:臭氧是氧的同素异形体,它是一种具有极强氧化能力与杀菌性能的绿色氧化剂,现已广泛应用在污水处理、空气净化、医学制药、食品加工和织物漂白等各个领域。生产臭氧的方法有多种,如紫外线辐射法、电解法以及介质阻挡放电法等.其中介质阻挡放电法具有能耗低、单机臭氧产量大和气源充足等优点,是工业上合成臭氧的主要方法。本文以电力电子技术在工业臭氧生产方面的应用为切入点,以DBD型臭氧发生器为研究对象,在负载特性和高效供电电源方面进行了深入的分析和研究。文章首先对课题的研究背景与意义进行了简要叙述,通过介绍臭氧的应用与合成引出了工业臭氧生产中常采用的介质阻挡放电法,并对介质阻挡放电法的原理、DBD型臭氧发生器系统构成及其供电电源要求作了进一步阐述,给出了目前DBD型臭氧发生器常用的供电方案,总结了DBD型臭氧发生器电源的发展与趋势。其次,针对目前DBD型臭氧发生器常采用的等效模型,给出了相应的模型参数测量方法,通过对已提出的各种等效模型进行研究发现,DBD型臭氧发生器负载的等效电阻和等效电容与臭氧发生器的放电功率呈对应关系,经实验验证得到一种DBD型臭氧发生器负载的阻容等效模型,并且在此基础上分别对PAM、PFM以及PSC调制方式下DBD型臭氧发生器的负载特性进行分析。文章还介绍了移相控制原理和串联谐振回路的阻抗特性,通过结合前述所得阻容等效模型,详细地分析了移相控制下串联谐振式DBD型臭氧发生器电源的各个工作模态、软开关特性以及基波等效下臭氧发生器负载的电压、电流和放电功率等的调节特性,搭建了实验电路以对上述分析结果加以验证,并指出了移相控制下臭氧发生器电源仍存在的一些问题。文章最后基于DBD型臭氧发生器负载的工作特性,考虑到移相控制下臭氧发生器电源所存在的缺陷,提出了一种新的DBD型臭氧发生器供电方案,包括电源拓扑结构以及系统控制策略,通过结合开关控制时序,得出了整个电源的各个工作模态,对正半周期进行了详细分析与求解,探讨了电路的软开关特性、负载电压电流峰值恒定特性以及功率调节特性等,并且通过实验对上述分析加以验证。
[Abstract]:Ozone is a kind of oxygen isomorphism, it is a green oxidant with strong oxidation ability and bactericidal property. It has been widely used in sewage treatment, air purification, medical pharmacy, food processing and fabric bleaching and other fields.There are many ways to produce ozone, such as ultraviolet radiation, electrolysis and dielectric barrier discharge.Dielectric barrier discharge (DBD) is the main method to synthesize ozone in industry because of its advantages of low energy consumption, large ozone output and sufficient gas source.In this paper, the application of power electronics technology in industrial ozone production as the breakthrough point, taking DBD ozone generator as the research object, in the load characteristics and efficient power supply for in-depth analysis and research.Firstly, the research background and significance of the project are briefly described. The dielectric barrier discharge (DBD) method used in industrial ozone production is introduced by introducing the application and synthesis of ozone.The principle of dielectric barrier discharge (DBD) method and the system structure of DBD ozone generator and its power supply requirements are further expounded, and the power supply schemes commonly used in DBD ozone generator are given.The development and trend of DBD ozone generator power supply are summarized.Secondly, according to the equivalent model commonly used in DBD ozone generator at present, the corresponding measurement method of model parameters is given.It is found that the equivalent resistance and capacitance of the load of DBD ozone generator are corresponding to the discharge power of the ozone generator.An equivalent resistive and capacitive model of DBD type ozone generator is obtained by experiments, and the load characteristics of DBD type ozone generator under PSC modulation mode are analyzed respectively on the basis of this model.This paper also introduces the principle of phase-shift control and the impedance characteristics of series resonant loop. By combining the above-mentioned equivalent resistance-capacitance model, the working modes of series resonant DBD type ozone generator power supply under phase-shift control are analyzed in detail.The characteristics of soft switching and the regulating characteristics of load voltage, current and discharge power of ozone generator under fundamental wave equivalence are analyzed. The experimental circuit is built to verify the above analysis results.Some problems in the power supply of ozone generator under phase shift control are pointed out.Finally, based on the working characteristics of DBD ozone generator load and considering the defects of the ozone generator power supply under phase-shift control, a new power supply scheme for DBD ozone generator is proposed.Including the topology of the power supply and the control strategy of the system, each working mode of the whole power supply is obtained by combining the switch control sequence, and the positive half period is analyzed and solved in detail, and the soft switching characteristics of the circuit are discussed.The load voltage and current peak constant characteristics and power regulation characteristics are verified by experiments.
【学位授予单位】:广东工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TQ123.2;TN86

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本文编号:1769875

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