一種用于臭氧發(fā)生器的VF分離控制的中頻電源

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(gè)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(lái)。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(shí)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(shí)，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(huì)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(diǎn)上，變壓器的損耗都會(huì)比較大;

（3）電壓隨頻率變化為非線性，難以實(shí)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(huì)造成臭氧管的擊穿損壞。

3、解決辦法

改進(jìn)電力電子電路，在直流環(huán)節(jié)增加BUCK電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)逆變輸出電壓的控制，逆變電路只需要實(shí)現(xiàn)跟蹤鎖定負(fù)載諧振頻率的電壓，最終實(shí)現(xiàn)VF分離控制。……