【摘要】：全球范圍內(nèi)大氣污染的程度越來越嚴峻,隨著我國中東部地區(qū)近幾年多次出現(xiàn)大范圍的霧霾天氣。其中工業(yè)廢氣隨意排放是造成霧霾天氣的罪魁禍首,工業(yè)廢氣不僅污染環(huán)境,而且是一種有毒氣體。黨的十八大提出,把生態(tài)文明建設放在突出地位,因此,設計出一種新型的廢氣處理裝置就顯得刻不容緩了。論文研究并設計了一種應用于工業(yè)廢氣處理的介質(zhì)阻擋放電(DBD)型等離子電源。對該裝置供電電源等效電路、拓撲結(jié)構(gòu)、阻抗匹配、主功率電路參數(shù)計算、調(diào)節(jié)功率的方式、頻率跟蹤等關鍵技術問題進行了理論分析,利用分析結(jié)果設計出一臺功率為2kW的實驗樣機,樣機的實際運行結(jié)果證明了理論分析的正確性以及裝置的實用價值。本文主要工作如下:1.廢氣處理裝置供電電源使用的逆變電路拓撲結(jié)構(gòu)研究。分別對介質(zhì)阻擋放電(DBD)型等離子電源中經(jīng)常用到的兩種負載諧振逆變電路拓撲進行理論分析,最后選用了串聯(lián)諧振逆變電路拓撲作為DBD型等離子電源的逆變拓撲。2.介質(zhì)阻擋放電(DBD)型等離子電源調(diào)功方式選擇與研究。通過對介質(zhì)阻擋放電(DBD)型等離子電源中常用到的幾種調(diào)功方式進行比較,最后選用PWM調(diào)功作為本設計的調(diào)功方式。3.介質(zhì)阻擋放電(DBD)型等離子電源阻抗匹配研究與分析。在對理想變壓器分析的基礎上,對實際變壓器進行建模和分析,最后給出了實際變壓器測量與計算的方法。4.介質(zhì)阻擋放電(DBD)型等離子電源控制策略研究。對串聯(lián)諧振逆變電路的工作狀態(tài)進行了分析,提出一種PWM調(diào)功方式作為廢氣處理供電電源輸出功率控制方式。5.阻擋放電(DBD)型等離子電源頻率跟蹤控制電路研究。在現(xiàn)有的頻率跟蹤電路基礎上,提出一種基于CD4001的頻率跟蹤控制電路,實現(xiàn)了功率開關管工作頻率與諧振網(wǎng)絡中諧振頻率近似相等,使逆變器工作在弱感性工作狀態(tài)。最后,應用上述分析結(jié)果制作出一臺功率為2kW、頻率為40kHz的實驗樣機,根據(jù)對實驗波形的分析,驗證了理論分析的正確性和可行性。
[Abstract]:The degree of global air pollution is becoming more and more severe, with the occurrence of a large range of haze weather in the central and eastern part of China in recent years. Industrial exhaust emission is the main culprit of haze weather. Industrial waste gas not only pollutes the environment, but also is a toxic gas. The 18th National Congress of the Communist Party of China put the construction of ecological civilization in a prominent position, so it is urgent to design a new type of waste gas treatment device. This paper studies and designs a dielectric barrier discharge (DBD) plasma power supply for industrial waste gas treatment. Some key technical problems, such as equivalent circuit of power supply, topology, impedance matching, parameter calculation of main power circuit, mode of adjusting power, frequency tracking and so on, are theoretically analyzed. An experimental prototype with power of 2kW is designed by using the analysis results. The actual operation results of the prototype prove the correctness of the theoretical analysis and the practical value of the device. The main work of this paper is as follows: 1. Research on topology of inverter circuit used in power supply of waste gas treatment device. The topology of two kinds of load resonant inverter used in dielectric barrier discharge (DBD) plasma power supply is analyzed theoretically. Finally, the series resonant inverter topology is selected as the inverter topology of DBD type plasma power supply. Selection and Research of Power regulating Mode for dielectric Barrier discharge (DBD) Plasma Power supply. Through the comparison of several kinds of power regulation methods commonly used in dielectric barrier discharge (DBD) plasma power supply, the power regulation mode of PWM is chosen as the power regulation mode of this design. Impedance matching study and Analysis of dielectric Barrier discharge (DBD) Plasma Power supply. Based on the analysis of the ideal transformer, the actual transformer is modeled and analyzed. Finally, the method of measuring and calculating the actual transformer is given. Study on Control Strategy of dielectric Barrier discharge (DBD) Plasma Power supply. The working state of series resonant inverter circuit is analyzed, and a PWM power regulation mode is proposed as the output power control mode of exhaust gas treatment power supply. Research on Frequency tracking Control Circuit of Barrier discharge (DBD) Plasma Power supply. Based on the existing frequency tracking circuit, a frequency tracking control circuit based on CD4001 is proposed. The frequency of the power switch is approximately equal to the resonant frequency in the resonant network, which makes the inverter work in a weak inductive state. Finally, an experimental prototype with a power of 2 kW and a frequency of 40kHz is made by using the above analysis results. The correctness and feasibility of the theoretical analysis are verified by the analysis of the experimental waveforms.
【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN86

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 蘇建華;;絕緣工業(yè)廢氣處理現(xiàn)狀及存在問題分析研究[J];絕緣材料通訊;1989年04期

2 微亮;日本向波蘭提供電子束廢氣處理技術[J];國外核新聞;1995年10期

3 胡新意;胡國良;高長清;;汽車涂裝廢氣處理技術[J];汽車工藝與材料;2009年04期

4 戴兵;;集成電路潔凈廠房的廢氣處理[J];潔凈與空調(diào)技術;2010年02期

5 劉仕飛;陳星星;胡明;程為華;;涂裝廢氣處理的方法[J];汽車與配件;2011年19期

6 王國剛;;碳纖維生產(chǎn)的廢氣處理之蓄熱式焚燒爐[J];新材料產(chǎn)業(yè);2011年09期

7 劉建勛;;高科技制造業(yè)工藝設備用廢氣處理裝置[J];潔凈與空調(diào)技術;2013年03期

8 曹信孚;成都建成電子束廢氣處理設施[J];上海環(huán)境科學;1997年11期

9 李有成,謝愛國,鐘春陽;排水泵站廢氣處理應用技術研究與開發(fā)[J];上海建設科技;2001年01期

10 鄧義清;;工業(yè)企業(yè)鍋爐廢氣處理的現(xiàn)實意義[J];科技創(chuàng)新與應用;2013年27期

相關會議論文 前10條

1 楊勇;但貴萍;常瑞敏;;含氚廢氣處理[A];中國工程物理研究院科技年報（2005）[C];2005年

2 胡新意;胡國良;高長清;;汽車涂裝廢氣處理技術探討[A];2007年全國機電企業(yè)工藝年會《星火機床杯》工藝創(chuàng)新發(fā)展綠色制造節(jié)約型工藝有獎征文科技論文集[C];2007年

3 馬紅榮;;工業(yè)生產(chǎn)廠房內(nèi)廢氣的排放和處理[A];第四屆十三省區(qū)市機械工程學會科技論壇暨2008海南機械科技論壇論文集[C];2008年

4 任先文;趙君科;王保健;涂國鋒;胡新康;張之福;;廢氣處理用高壓窄脈沖電源[A];中國工程物理研究院科技年報（2002）[C];2002年

5 谷里鵬;盧靜平;褚海峰;成培杰;湯家源;;廢棄有機玻璃回收中溶劑與廢氣處理[A];中國化工學會2011年年會暨第四屆全國石油和化工行業(yè)節(jié)能節(jié)水減排技術論壇論文集[C];2011年

6 徐向澤;紀國宜;;基于相位的結(jié)構(gòu)損傷過程頻率跟蹤方法研究[A];第十屆全國振動理論及應用學術會議論文集（2011）下冊[C];2011年

7 ，

本文編號：2225607