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介质阻挡放电系统高压变频电源的研制与应用

来源:欧阳华斯电源  发布时间:2016-07-18

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介质阻挡放电系统高压变频电源的研制与应用

介质阻挡放电作为低温等离子体主要发生方式之一,被广泛应用于材料制备、臭氧产生等领域。介质阻挡放电主要采用高压交流电源供电,其应用效果与电源的输出特性(频率、输出电压大小及波形、负载匹配能力等)直接相关。 本文针对介质阻挡放电系统供电电源频率增加导致等离子体电能利用效率低、等离子体反应器放大导致容抗减小等因素造成的高频电源与等离子体反应器不匹配问题,研制了一种高压变频电源。该电源的整体设计方案是由整流滤波电路、直流斩波电路、逆变电路、驱动和控制电路以及显示电路、高压变压器等部分组成,设计指标为额定功率1000W,输入为220V50Hz单相交流电,输出为高压交流电,输出电压最大值20kV可调节,工作频率范围0.5kHz1.5kHz可调节。并分别采用自制的硫酸铜水溶液电阻和同轴圆筒式介质阻挡放电等离子体发生器作为负载,对电源的性能进行了测试,各方面指标均满足设计要求。 将该高压变频电源应用于沿面型介质阻挡放电水处理系统中,首先分别以高压脉冲电源、高压工频电源及本文所设计的高压变频电源为供电电源,从生成臭氧浓度高低角度,选出该处理系统的最佳供电电源。结果表明,高压变频电源作为该系统供电电源时,系统生成臭氧浓度最高。以该高压变频电源为供电电源,以苯酚为目标污染物,苯酚的初始浓度为100mgL-1,处理量40L,处理时间3h,气体流速为1.5m3h-1。分别考察供电电源电压和频率对此种介质阻挡放电水处理系统降解苯酚效果的影响,为此系统在工业上的扩大化应用提供技术支持。实验结果表明,适当提高供电电源电压、频率,有利于介质阻挡放电的进行。当电源电压为20kV、频率为1.5kHz,苯酚的降解率可以达到73.1%

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