本文關(guān)鍵詞：DBD型臭氧發(fā)生器高頻高壓電源研究與設(shè)計(jì)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：臭氧因其無(wú)污染、低危害、綠色環(huán)保等特點(diǎn)受到人們的重視程度越來(lái)越高,臭氧在工業(yè)上各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。然而,制備臭氧技術(shù)還不成熟,目前國(guó)內(nèi)臭氧發(fā)生器電源多采用工頻市電通過(guò)變壓器升壓的方案或者是電源功率因素很低的硬開(kāi)關(guān)技術(shù)開(kāi)環(huán)逆變方案,使得整個(gè)電源系統(tǒng)具有工作效率很低和抗干擾性差的問(wèn)題。針對(duì)臭氧發(fā)生器電源的應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行研究極具價(jià)值。以30kW/11kHz的高頻高壓臭氧發(fā)生器電源為研究對(duì)象,采用介質(zhì)阻擋放電法(DBD:Dielectric Barrier Discharge)臭氧發(fā)生技術(shù),以提高臭氧發(fā)生器的臭氧產(chǎn)量為目的,針對(duì)電源系統(tǒng)工作效率低和抗干擾能力差的問(wèn)題,從頻率自動(dòng)跟蹤、功率閉環(huán)控制和軟開(kāi)關(guān)技術(shù)三個(gè)方面進(jìn)行研究。首先,設(shè)計(jì)了一種基于DSP(TMS320F28035)的移相PWM的設(shè)計(jì)方案,確定以三相不可控整流、全橋IGBT逆變和串聯(lián)諧振負(fù)載放電室為臭氧發(fā)生器電源的主回路。其次,采用PID(比例積分微分控制)和DPLL(數(shù)字鎖相環(huán))相結(jié)合的閉環(huán)控制策略,對(duì)臭氧發(fā)生器電源系統(tǒng)進(jìn)行MATLAB/SIMULINK平臺(tái)仿真建模。再次,在仿真的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了以TMS320F28035為控制核心的控制系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電路及相關(guān)硬件電路的設(shè)計(jì)。再次,采集負(fù)載放電室的端電壓和電流信號(hào),經(jīng)過(guò)TMS320F28035芯片的模塊化設(shè)計(jì),分別實(shí)現(xiàn)了4路帶死區(qū)的PWM控制脈沖、軟件鎖相環(huán)、PID控制的移相PWM功率調(diào)節(jié)、故障診斷等軟件程序流程設(shè)計(jì),搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái),進(jìn)行綜合調(diào)試。最后,對(duì)整個(gè)臭氧發(fā)生器逆變電源進(jìn)行硬件電路測(cè)試和軟件程序測(cè)試,硬件電路測(cè)試了電源系統(tǒng)各個(gè)功能模塊,軟件功能測(cè)試了PWM驅(qū)動(dòng)脈沖波形、頻率跟蹤波形、PWM移相控制逆變橋輸出電壓和輸出電流波形、負(fù)載輸出電壓和輸出電流波形,以及整個(gè)臭氧發(fā)生器電源系統(tǒng)的功能測(cè)試。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,實(shí)現(xiàn)了軟開(kāi)關(guān)技術(shù)、頻率自動(dòng)跟蹤和功率自動(dòng)調(diào)節(jié),提高了臭氧發(fā)生器電源系統(tǒng)的功率因素,解決了電源系統(tǒng)能耗過(guò)高的問(wèn)題,確保了臭氧發(fā)生器電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性,驗(yàn)證了該方案的可行性和有效性。
【關(guān)鍵詞】：臭氧發(fā)生器電源 DBD 軟開(kāi)關(guān) 頻率跟蹤 移相PWM DSP
【學(xué)位授予單位】：北方工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN86
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 緒論9-13
• 1.1 課題研究背景及意義9
• 1.2 DBD型臭氧發(fā)生器電源研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)9-11
• 1.3 課題主要研究?jī)?nèi)容與創(chuàng)新點(diǎn)11-12
• 1.4 課題所做工作及結(jié)構(gòu)安排12-13
• 第二章 臭氧發(fā)生器電源設(shè)計(jì)方案總述13-29
• 2.1 臭氧發(fā)生器電源基礎(chǔ)理論13-17
• 2.1.1 臭氧制備方法及負(fù)載等效結(jié)構(gòu)13-14
• 2.1.2 臭氧產(chǎn)量影響因素分析14-16
• 2.1.3 電源系統(tǒng)功率調(diào)節(jié)方法分析16-17
• 2.2 電源系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案17-21
• 2.2.1 電源系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)18
• 2.2.2 電源系統(tǒng)功能分析18-19
• 2.2.3 電源系統(tǒng)閉環(huán)控制方案設(shè)計(jì)19-21
• 2.3 電源系統(tǒng)SIMULINK建模與仿真結(jié)果分析21-27
• 2.3.1 驅(qū)動(dòng)控制脈沖建模22-24
• 2.3.2 頻率自動(dòng)跟蹤建模24
• 2.3.3 PID功率調(diào)節(jié)建模24-25
• 2.3.4 仿真結(jié)果及分析25-27
• 2.4 本章小結(jié)27-29
• 第三章 電源系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)29-43
• 3.1 主回路硬件設(shè)計(jì)29-33
• 3.1.1 主電路基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)29-30
• 3.1.2 整流濾波參數(shù)設(shè)計(jì)30-32
• 3.1.3 預(yù)充放電電路設(shè)計(jì)32
• 3.1.4 逆變橋電路參數(shù)設(shè)計(jì)32-33
• 3.1.5 升壓變壓器參數(shù)設(shè)計(jì)33
• 3.2 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)33-42
• 3.2.1 TMS320F28035最小系統(tǒng)模塊34-36
• 3.2.2 逆變橋PWM驅(qū)動(dòng)模塊36
• 3.2.3 信號(hào)調(diào)理模塊36-38
• 3.2.4 通訊模塊38-39
• 3.2.5 故障檢測(cè)與保護(hù)模塊39-40
• 3.2.6 系統(tǒng)狀態(tài)顯示模塊40-41
• 3.2.7 輔助電源設(shè)計(jì)41-42
• 3.3 本章小結(jié)42-43
• 第四章 電源系統(tǒng)DSP軟件設(shè)計(jì)43-53
• 4.1 軟件總體設(shè)計(jì)思路43-44
• 4.2 PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)軟件實(shí)現(xiàn)44-45
• 4.3 模擬量采集與處理軟件實(shí)現(xiàn)45-46
• 4.4 故障診斷與狀態(tài)顯示程序46-49
• 4.5 頻率跟蹤軟件實(shí)現(xiàn)49-51
• 4.6 功率調(diào)節(jié)軟件實(shí)現(xiàn)51-52
• 4.7 本章小結(jié)52-53
• 第五章 電源系統(tǒng)測(cè)試及結(jié)果分析53-61
• 5.1 硬件電路測(cè)試53-55
• 5.2 軟件測(cè)試實(shí)驗(yàn)波形55-58
• 5.2.1 PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)波形測(cè)試55-56
• 5.2.2 移相控制波形測(cè)試56-57
• 5.2.3 頻率跟蹤測(cè)試57-58
• 5.3 系統(tǒng)整體測(cè)試58-59
• 5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析59-60
• 5.5 本章小結(jié)60-61
• 第六章 結(jié)論與展望61-63
• 6.1 主要結(jié)論61-62
• 6.2 研究展望62-63
• 參考文獻(xiàn)63-65
• 附錄A65-67
• 在學(xué)期間的研究成果67-68
• 致謝68

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