發(fā)布時間：2017-10-03 17:43

  本文關鍵詞：基于移相控制的電流型并聯(lián)諧振臭氧發(fā)生器電源的研究

  更多相關文章： 介質(zhì)阻擋放電 臭氧發(fā)生器 并聯(lián)諧振 移相調(diào)節(jié)特性 時域分析法 基波分析法 設計方法

【摘要】：本文在廣泛閱讀大量國內(nèi)外文獻和研究相關技術的基礎上,選取了以移相PWM控制的電流型全橋并聯(lián)諧振式DBD型臭氧發(fā)生電源為研究對象,從電路移相模態(tài)、電源移相調(diào)節(jié)特性和電路設計三個方面,對相應的關鍵技術進行了系統(tǒng)的分析和研究。本文主要工作如下：1、對兩種電流型全橋并聯(lián)諧振式DBD型臭氧發(fā)生電源電路拓撲結(jié)構(gòu)及工作過程進行了詳細的分析,并對比了兩種電路之間的優(yōu)缺點,最終選擇了移相PWM控制的由逆阻型IGBT組成的電流型并聯(lián)諧振全橋電路作為主要研究對象。2、采用時域分析法得到了負載非線性時域分析模型,對相應的放電單元工作過程進行了詳細分析,并研究了移相PWM控制電流型全橋并聯(lián)諧振式DBD型臭氧電源系統(tǒng)的移相調(diào)節(jié)特性,推導了放電功率與移相角之間的通用公式,得到了不同負載結(jié)構(gòu)的臭氧發(fā)生器的放電功率與移相角的關系曲線。3、采用基波分析法得到了正弦電壓源供電的DBD型發(fā)生器的基波分析模型,該模型可將負載等效為一個連續(xù)變化的RC并聯(lián)的非線性基波分析模型,在該數(shù)學模型的基礎上又對電路的工作特性進行了系統(tǒng)研究,同樣得到了臭氧發(fā)生器放電功率與移相角之間的關系曲線。4、設計研制了一臺額定功率為220W的電流源型并聯(lián)諧振DBD臭氧發(fā)生器,并進行了有效的實驗研究,在硬件電路設計上,詳細分析了電源整流電路、逆變電路、高頻變壓器和控制系統(tǒng)的設計過程與結(jié)果。5、在控制算法上,采用軟件頻率跟蹤控制技術使負載電壓與逆變輸出電流始終保持在固定相角范圍內(nèi),使逆變器工作在準諧振狀態(tài),以獲取較高的電源功率因數(shù)、提高系統(tǒng)效率；采用逆變器輸出電壓PID閉環(huán)控制調(diào)節(jié)移相角的大小,實現(xiàn)放電功率的控制。文中詳細分析了電壓、電流采集調(diào)理與保護電路、驅(qū)動電路的設計以及控制系統(tǒng)的軟件實現(xiàn)。6、通過實驗與理論分析結(jié)果進行對比,驗證了分析與設計的正確性,系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠,具有很好的應用價值。
【關鍵詞】：介質(zhì)阻擋放電 臭氧發(fā)生器 并聯(lián)諧振 移相調(diào)節(jié)特性 時域分析法 基波分析法 設計方法
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM46
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 第1章 緒論14-23
• 1.1 臭氧的應用及生成方法14-15
• 1.1.1 臭氧的應用14-15
• 1.1.2 臭氧的生成方法15
• 1.2 介質(zhì)阻擋放電臭氧發(fā)生器原理及組成15-16
• 1.2.1 介質(zhì)阻擋放電原理15-16
• 1.2.2 臭氧發(fā)生器系統(tǒng)的基本組成16
• 1.3 臭氧電源的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-20
• 1.3.1 電壓型諧振電源拓撲17
• 1.3.2 電流型諧振電源拓撲17-20
• 1.4 臭氧電源功率調(diào)節(jié)方式20-21
• 1.4.1 直流調(diào)功20-21
• 1.4.2 逆變調(diào)功21
• 1.5 本文的研究內(nèi)容及論文結(jié)構(gòu)21-23
• 1.5.1 本文研究內(nèi)容與創(chuàng)新點21-22
• 1.5.2 論文結(jié)構(gòu)22-23
• 第2章 電路拓撲結(jié)構(gòu)及模態(tài)分析23-35
• 2.1 臭氧發(fā)生器等效負載23
• 2.2 逆阻型IGBT組成的并聯(lián)諧振全橋電路23-29
• 2.2.1 逆阻型IGBT介紹23-24
• 2.2.2 電路拓撲結(jié)構(gòu)介紹24
• 2.2.3 移相PWM原理及模態(tài)分析24-27
• 2.2.4 仿真分析27-29
• 2.3 帶輔助開關換相的并聯(lián)諧振全橋電路29-33
• 2.3.1 電路拓撲結(jié)構(gòu)介紹29
• 2.3.2 PWM控制策略及模態(tài)分析29-32
• 2.3.3 仿真分析32-33
• 2.4 兩種電路優(yōu)缺點分析33-34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 第3章 主電路工作特性數(shù)學分析35-48
• 3.1 時域分析法35-42
• 3.1.1 時域分析法的介紹35
• 3.1.2 放電單元工作模態(tài)分析35-37
• 3.1.3 模態(tài)分析及等效電路微分方程37-39
• 3.1.4 主要電氣參量的求解39-40
• 3.1.5 功率調(diào)節(jié)特性分析40-42
• 3.2 基波分析法42-47
• 3.2.1 基波分析法的介紹42-43
• 3.2.2 并聯(lián)負載諧振式DBD電源中的相關波形分析43
• 3.2.3 并聯(lián)諧振臭氧發(fā)生器基波模型43-44
• 3.2.4 并聯(lián)諧振臭氧發(fā)生器基波等效電路44-45
• 3.2.5 臭氧發(fā)生器調(diào)節(jié)特性分析45-47
• 3.3 本章小結(jié)47-48
• 第4章 臭氧發(fā)生電源硬件電路設計48-57
• 4.1 臭氧發(fā)生電源總體設計48
• 4.2 整流電路設計48-51
• 4.2.1 整流濾波電路設計48-49
• 4.2.2 不可控整流電路的選擇49-50
• 4.2.3 整流輸出濾波電容50-51
• 4.3 整流輸出濾波電感的設計51-52
• 4.4 逆變電路設計52-53
• 4.4.1 逆變橋臂開關選擇52-53
• 4.4.2 吸收回路設計53
• 4.5 并聯(lián)補償電感及變壓器設計53-56
• 4.5.1 并聯(lián)補償電感設計53-54
• 4.5.2 變壓器參數(shù)設計54-56
• 4.6 本章小結(jié)56-57
• 第5章 控制系統(tǒng)設計57-67
• 5.1 控制系統(tǒng)設計方案57
• 5.2 主控芯片介紹57
• 5.3 移相脈沖的生成57-58
• 5.4 模擬數(shù)據(jù)采集及處理58-60
• 5.5 電壓PID閉環(huán)控制60
• 5.6 頻率跟蹤控制技術60-62
• 5.7 信號采樣調(diào)理電路與檢測電路設計62-65
• 5.7.1 直流母線電流的采樣測量電路63
• 5.7.2 臭氧發(fā)生器負載電壓測量63-64
• 5.7.3 負載電壓過零點檢測電路64
• 5.7.4 它激轉(zhuǎn)自激電路64-65
• 5.8 逆阻型IGBT驅(qū)動電路設計65-66
• 5.9 過壓保護電路設計66
• 5.10 本章小結(jié)66-67
• 第6章 實驗結(jié)果及分析67-71
• 6.1 實驗平臺67
• 6.2 介質(zhì)阻擋等效電路參數(shù)測試67-68
• 6.3 測試波形及結(jié)果分析68-70
• 6.4 本章小結(jié)70-71
• 結(jié)論71-73
• 參考文獻73-78
• 致謝78-79
• 附錄A (攻讀碩士期間所發(fā)表的學術論文)79-80
• 附錄B (攻讀碩士期間所參與科研項目)80

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本文編號：965857