本文關(guān)鍵詞：纏繞式電脈沖水處理器負(fù)載特性及高頻電源的研制

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【摘要】：在生產(chǎn)和生活中,循環(huán)水中雜質(zhì)成分會(huì)在管道內(nèi)壁結(jié)垢,進(jìn)而腐蝕管道,水垢不僅加速了設(shè)備的老化,同時(shí)也增加了安全隱患。長(zhǎng)期以來(lái),人們對(duì)除防垢機(jī)理進(jìn)行了大量的研究,發(fā)現(xiàn)電磁水處理法是一種高效的物理水處理方法,且具有操作簡(jiǎn)單、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。但目前市場(chǎng)上的電磁水處理器因?yàn)檩敵鰡我还潭l率、環(huán)境適應(yīng)性差、輸出功率小等缺點(diǎn),水垢處理效果并不理想。本文在針對(duì)現(xiàn)有的電磁水處理器的缺點(diǎn),設(shè)計(jì)了一種纏繞式電脈沖水處理裝置,可以根據(jù)水質(zhì)環(huán)境的變化實(shí)時(shí)的調(diào)整輸出正弦電磁場(chǎng)的頻率,且有效的提高了除防垢的效率。本文首先分析了纏繞式電脈沖水處理器的工作原理,建立了決定除垢效率的溶液感生電流的解析模型,根據(jù)等效電路列出微分方程組求出溶液感生電流,利用感生電流對(duì)溶液的做功平均功率來(lái)衡量水處理器的工作效率,得出了平均功率和激磁信號(hào)以及激磁線圈尺寸的函數(shù)關(guān)系。通過(guò)對(duì)水處理器的負(fù)載特性進(jìn)行理論分析,并以此為依據(jù)確定裝置的技術(shù)指標(biāo)。其次,本文選擇了電壓型逆變器作為高頻電源主電路結(jié)構(gòu),通過(guò)對(duì)水處理器高頻電源常用調(diào)功方式的特點(diǎn)進(jìn)行分析和比較,提出了電流過(guò)零鎖相感性PWM方式的高頻電源更適合水處理器負(fù)載的特點(diǎn),分析了基于電流過(guò)零鎖相感性PWM方式的高頻電源控制方式的實(shí)現(xiàn)原理和主電路換流過(guò)程。再次,根據(jù)技術(shù)指標(biāo)分別從主電路和控制電路兩部分對(duì)水處理器進(jìn)行設(shè)計(jì)和研制。通過(guò)對(duì)主電路中各電路拓?fù)溥x擇和器件參數(shù)分析進(jìn)行研究,給出了水處理主電路的硬件設(shè)計(jì),控制電路則主要以MC9S12XS128單片機(jī)為核心,配合CD4046鎖相環(huán)的頻率跟蹤技術(shù),實(shí)現(xiàn)了水處理器實(shí)時(shí)輸出諧振頻率,功率調(diào)節(jié)和電源故障保護(hù)等功能。最后,本文設(shè)計(jì)了三組對(duì)照試驗(yàn),通過(guò)測(cè)量纏繞在加濕罐上的線圈電感值以及觀察水桶內(nèi)水體渾濁度來(lái)驗(yàn)證除垢效果。試驗(yàn)結(jié)果表明:本文設(shè)計(jì)的電脈沖水處理器裝置具有良好的除垢效果,且對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力更強(qiáng)。
【關(guān)鍵詞】：電脈沖水處理器 感生電流 高頻電源 電流過(guò)零鎖相
【學(xué)位授予單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ085;TN86
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 課題來(lái)源10-11
• 1.1.1 工業(yè)用水現(xiàn)狀10
• 1.1.2 工業(yè)用水面臨的挑戰(zhàn)10-11
• 1.1.3 工業(yè)用水常規(guī)處理方法11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 化學(xué)水處理法11
• 1.2.2 物理水處理法11-14
• 1.2.3 纏繞式電脈沖水處理器的原理14-16
• 1.3 課題研究的目的和意義16
• 1.4 本文的研究?jī)?nèi)容16-17
• 1.5 本章小結(jié)17-18
• 第二章 纏繞式電脈沖水處理技術(shù)理論分析18-29
• 2.1 纏繞式電脈沖水處理器的工作原理18-19
• 2.2 系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立19-20
• 2.3 溶液感生電流表達(dá)式的求解20-22
• 2.4 關(guān)鍵參數(shù)和平均功率的函數(shù)關(guān)系22-25
• 2.5 感生電流模型仿真驗(yàn)證25-27
• 2.5.1 有限元法及ANSYS的簡(jiǎn)單介紹25-26
• 2.5.2 基于ANSYS的電磁場(chǎng)建模分析26-27
• 2.6 纏繞式電脈沖水處理器的技術(shù)指標(biāo)27-28
• 2.7 本章小結(jié)28-29
• 第三章 纏繞式電脈沖水處理器高頻電源的研究29-43
• 3.1 系統(tǒng)電源的組成結(jié)構(gòu)29-30
• 3.2 逆變器的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)30-31
• 3.3 串聯(lián)諧振負(fù)載電路理論分析31-34
• 3.4 直流側(cè)調(diào)功方式的特點(diǎn)34-37
• 3.4.1 相控式整流電路34
• 3.4.2 PWM整流電路34-35
• 3.4.3 直流斬波電路35
• 3.4.4 逆變器的工作情況分析35-37
• 3.5 逆變側(cè)調(diào)功方式的特點(diǎn)37-42
• 3.5.1 脈沖密度調(diào)制（PDM）37
• 3.5.2 脈沖頻率調(diào)制（PFM）37-38
• 3.5.3 脈沖寬度調(diào)制（PWM）38-40
• 3.5.4 感性移相PWM調(diào)功方式理論分析40-42
• 3.5.4.1 感性移相PWM調(diào)功方式技術(shù)分析40-41
• 3.5.4.2 過(guò)零鎖相感性移相PWM換流過(guò)程分析41-42
• 3.6 本章小結(jié)42-43
• 第四章 纏繞式電脈沖水處理器主電路及控制設(shè)計(jì)43-66
• 4.1 主電路基本結(jié)構(gòu)43
• 4.2 整流側(cè)主電路參數(shù)設(shè)計(jì)43-47
• 4.2.1 單相整流橋的設(shè)計(jì)43-44
• 4.2.2 濾波電路設(shè)計(jì)44-45
• 4.2.3 降壓斬波電路45-47
• 4.3 逆變側(cè)主電路設(shè)計(jì)47-51
• 4.3.1 逆變電路的選擇47
• 4.3.2 功率管的參數(shù)選擇47-48
• 4.3.3 驅(qū)動(dòng)信號(hào)放大電路實(shí)現(xiàn)48-50
• 4.3.4 電磁轉(zhuǎn)換電路的器件參數(shù)50-51
• 4.4 纏繞式電脈沖水處理器控制電路51-52
• 4.5 鎖相環(huán)控制電路52-56
• 4.5.1 鎖相環(huán)的基本原理52
• 4.5.2 鎖相環(huán)的數(shù)學(xué)模型52-54
• 4.5.3 鎖相芯片CD4046的介紹54-55
• 4.5.4 CD4046頻率跟蹤測(cè)試波形55-56
• 4.6 基于CD4046的頻率跟蹤控制電路設(shè)計(jì)56-60
• 4.6.1 他激轉(zhuǎn)自激的啟動(dòng)電路58
• 4.6.2 采樣電流的過(guò)零比較電路58-59
• 4.6.3 死區(qū)形成電路59-60
• 4.7 基于Freescale單片機(jī)的移相控制電路研究60-61
• 4.8 電源故障保護(hù)電路61-63
• 4.8.1 過(guò)流保護(hù)電路62
• 4.8.2 過(guò)壓保護(hù)電路62
• 4.8.3 過(guò)熱保護(hù)電路62
• 4.8.4 故障保護(hù)信號(hào)的處理62-63
• 4.9 控制系統(tǒng)整體程序框架63-66
• 第五章 纏繞式電脈沖水處理器效果試驗(yàn)驗(yàn)證66-71
• 5.1 實(shí)驗(yàn)原理及過(guò)程66
• 5.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)66-67
• 5.3 水處理器的樣機(jī)研制67-68
• 5.4 實(shí)驗(yàn)記錄68-69
• 5.5 實(shí)驗(yàn)分析及結(jié)論69-70
• 5.6 本章小結(jié)70-71
• 總結(jié)與工作展望71-73
• 圖表清單73-75
• 參考文獻(xiàn)75-78
• 在學(xué)研究成果78-79
• 致謝79

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本文編號(hào)：558630