本文關(guān)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

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【摘要】：本文在廣泛閱讀大量國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)和研究相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)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(duì)象,從電路移相模態(tài)、電源移相調(diào)節(jié)特性和電路設(shè)計(jì)三個(gè)方面,對(duì)相應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的分析和研究。本文主要工作如下：1、對(duì)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?fù)浣Y(jié)構(gòu)及工作過程進(jìn)行了詳細(xì)的分析,并對(duì)比了兩種電路之間的優(yōu)缺點(diǎn),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(duì)象。2、采用時(shí)域分析法得到了負(fù)載非線性時(shí)域分析模型,對(duì)相應(yīng)的放電單元工作過程進(jìn)行了詳細(xì)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(dǎo)了放電功率與移相角之間的通用公式,得到了不同負(fù)載結(jié)構(gòu)的臭氧發(fā)生器的放電功率與移相角的關(guān)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(fù)載等效為一個(gè)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(xué)模型的基礎(chǔ)上又對(duì)電路的工作特性進(jìn)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(guān)系曲線。4、設(shè)計(jì)研制了一臺(tái)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(jìn)行了有效的實(shí)驗(yàn)研究,在硬件電路設(shè)計(jì)上,詳細(xì)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(shè)計(jì)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(shù)使負(fù)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(zhǔn)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(shí)現(xiàn)放電功率的控制。文中詳細(xì)分析了電壓、電流采集調(diào)理與保護(hù)電路、驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)以及控制系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)。6、通過實(shí)驗(yàn)與理論分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了分析與設(shè)計(jì)的正確性,系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠,具有很好的應(yīng)用價(jià)值。
【關(guān)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(shí)域分析法 基波分析法 設(shè)計(jì)方法
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM46
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 第1章 緒論14-23
• 1.1 臭氧的應(yīng)用及生成方法14-15
• 1.1.1 臭氧的應(yīng)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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-20
• 1.3.1 電壓型諧振電源拓?fù)?/span>17
• 1.3.2 電流型諧振電源拓?fù)?/span>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?jī)?nèi)容及論文結(jié)構(gòu)21-23
• 1.5.1 本文研究?jī)?nèi)容與創(chuàng)新點(diǎn)21-22
• 1.5.2 論文結(jié)構(gòu)22-23
• 第2章 電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及模態(tài)分析23-35
• 2.1 臭氧發(fā)生器等效負(fù)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?fù)浣Y(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(guān)換相的并聯(lián)諧振全橋電路29-33
• 2.3.1 電路拓?fù)浣Y(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(diǎn)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(xué)分析35-48
• 3.1 時(shí)域分析法35-42
• 3.1.1 時(shí)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(fù)載諧振式DBD電源中的相關(guān)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(shè)計(jì)48-57
• 4.1 臭氧發(fā)生電源總體設(shè)計(jì)48
• 4.2 整流電路設(shè)計(jì)48-51
• 4.2.1 整流濾波電路設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)51-52
• 4.4 逆變電路設(shè)計(jì)52-53
• 4.4.1 逆變橋臂開關(guān)選擇52-53
• 4.4.2 吸收回路設(shè)計(jì)53
• 4.5 并聯(lián)補(bǔ)償電感及變壓器設(shè)計(jì)53-56
• 4.5.1 并聯(lián)補(bǔ)償電感設(shè)計(jì)53-54
• 4.5.2 變壓器參數(shù)設(shè)計(jì)54-56
• 4.6 本章小結(jié)56-57
• 第5章 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)57-67
• 5.1 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(shù)60-62
• 5.7 信號(hào)采樣調(diào)理電路與檢測(cè)電路設(shè)計(jì)62-65
• 5.7.1 直流母線電流的采樣測(cè)量電路63
• 5.7.2 臭氧發(fā)生器負(fù)載電壓測(cè)量63-64
• 5.7.3 負(fù)載電壓過零點(diǎn)檢測(cè)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(dòng)電路設(shè)計(jì)65-66
• 5.9 過壓保護(hù)電路設(shè)計(jì)66
• 5.10 本章小結(jié)66-67
• 第6章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析67-71
• 6.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)67
• 6.2 介質(zhì)阻擋等效電路參數(shù)測(cè)試67-68
• 6.3 測(cè)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(xiàn)73-78
• 致謝78-79
• 附錄A (攻讀碩士期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文)79-80
• 附錄B (攻讀碩士期間所參與科研項(xiàng)目)80

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本文編號(hào)：965857