【摘 要】
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本课题是结合某厂1Kg/h级的中频大功率串联谐振式臭氧电源工作在容性工况下的条件进行开发研究的,作者作为主要研究人员参与了该电源的研发工作。该公司原有臭氧电源采用将逆
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本课题是结合某厂1Kg/h级的中频大功率串联谐振式臭氧电源工作在容性工况下的条件进行开发研究的,作者作为主要研究人员参与了该电源的研发工作。该公司原有臭氧电源采用将逆变器输出方波电压经升压变压器,直接施加于臭氧发生器上,存在开关管损耗大和开关应力大、开关管和吸收回路发热严重、效率低等问题,限制了电路的输出功率进一步提高。针对这些问题,本研究采用串联负载谐振式供电电源。该电源可以工作于感性和容性两种工作状态。本文主要针对容性状态下的臭氧发生器电源进行相关研究,研究内容包括以下几部分:(1)在正弦电流源供电的DBD型发生器的基波等效电路基础上,提出了一种考虑电路杂散损耗(变压器励磁损耗、开关管开关和导通损耗以及其他元件的热损耗)的改进型基波等效电路,并采用该等效电路得出了适用的臭氧发生器电源设计方法,实验验证了该基波等效电路具有工程设计精度高的优点。(2)从时域对容性状态下DBD电路的工作模态进行了详细地分析,得出了电路关键参数的相关公式。仿真结果、实验结果和理论分析结果能非常好的吻合,验证了模态分析方法的正确性。(3)为解决大功率谐振电抗器的设计困难一直是大功率谐振电源的难点,本文在电抗器常用的AP设计法的基础上,提出了一种迭代设计方法,这种方法同时考虑气隙长度范围和气隙磁通边缘效应因数,根据所需电感值来求解满足要求的铁芯规格和线圈匝数,不必对电感器的匝数进行修正。实际设计实例验证了该设计方法的合理性。(4)详细地推导了不可控整流电路网侧电流的表达式以及电流连续的条件,给出了功率因数的计算公式和滤波电感的工程设计方法。(5)采用CPLD/FPGA作为控制器,研究与开发了臭氧发生电源控制系统,完成了一台1Kg/h级臭氧发生器的试制。
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