譚文畢 曹先洪 康莊




摘要:本文研究一種能夠VF(電壓、頻率)分離控制的中頻電源主電路,分別用兩個閉環(huán)分別控制臭氧放電管的電壓和.頻率參數(shù),能夠有效增加臭氧管的壽命、降低臭氧管的損壞率、降低臭氧發(fā)生器的整體成本。
1、引言
臭氧作為最好的消毒劑,廣泛應(yīng)用于廢水廢氣的處理。工業(yè)用臭氧一般是由臭氧發(fā)生器制造出來。當(dāng)前市面上量產(chǎn)的大型工業(yè)用臭氧發(fā)生器,系統(tǒng)一般如圖1所示,首先是整流電路,將380V三相交流電源整流為直流電壓,然后用IGBT橋式逆變器將直流電壓變換為單相可變頻率的中頻交流電,再使用變壓器把中頻交流電升壓至1kV左右,最后再通過L1和Ozonizer(DBD臭氧管)諧振的方式將Ozonizer電壓升至2~6kV。
控制上,臭氧的生產(chǎn)量大小通過改變逆變頻率實現(xiàn),逆變頻率越接近諧振頻率,臭氧管上的電壓越高,生產(chǎn)的臭氧也就越多。需要的臭氧量不大時,就讓逆變頻率遠(yuǎn)離諧振頻率。
2、當(dāng)前通用的臭氧裝置及其存在的問題
上述臭氧發(fā)生器,存在下列問題:
(1)為了控制臭氧產(chǎn)量,需要逆變頻率變化范圍比較大,一般500Hz~4000Hz之間,變壓器要滿足這么寬頻率范圍的能量傳輸需要,變壓器的體積和成本會大幅度上升;
(2)由于頻率變化范圍過寬,在大部分頻率工作點上,變壓器的損耗都會比較大;
(3)電壓隨頻率變化為非線性,難以實現(xiàn)較為精確的臭氧產(chǎn)量控制;
(4)電壓諧波較大,大大縮短臭氧管的壽命,還會造成臭氧管的擊穿損壞。
3、解決辦法
改進電力電子電路,在直流環(huán)節(jié)增加BUCK電路,實現(xiàn)對逆變輸出電壓的控制,逆變電路只需要實現(xiàn)跟蹤鎖定負(fù)載諧振頻率的電壓,最終實現(xiàn)VF分離控制。……