大功率DBD型臭氧发生器电源的研制

介绍了一种用于臭氧发生器工业装置的供电电源.给出了电源的主电路、控制电路和驱动电路设计过程.电源主电路由IGBT构成的H桥式电路组成;控制电路由集成锁相环CD4046构成;驱动电路采用了智能集成驱动器2SD315A.设计出的臭氧发生器电源能满足大功率臭氧发生装置的要求,装置现场运行稳定可靠.     

容性负载谐振式DBD型臭氧发生器的供电电源

为精确设计工业臭氧合成装置的供电电源,分析了容性控制下的全桥串联负载谐振式DBD型臭氧发生器供电电路的工作,通过结合电源开关器件的通断状况和DBD电路的放电、未放电状态,得出了整个电路在容性状况下的各个工作模态。推导了一系列等式,得出了臭氧发生器承受的最高电压、逆变电路工作频率和阻挡介质放电电路的放电功率显性表达式,分析了电路调节特性并进行了误差分析,结果验证了理论推导的正确性及工作在容性控制下的DBD供电电源具有频率波动小和控制方案易于实现的优点。     

介质阻挡放电型臭氧发生器的一种等效模型

介质阻挡放电(DBD)型臭氧发生器工作时存在放电和未放电两个模态,因而其电源的设计非常繁琐.本文分析大量试验数据后发现,DBD型臭氧发生器上电压峰值与流过发生器的电流峰值和逆变电路的输出功率基本符合线性变化规律.基于这一特性,本文提出了臭氧发生器的一种线性化的等效模型,将它等效为与功率相关的电阻和容抗串联电路.并用此模型对主回路进行了分析计算,给出其设计方法.与其他方法相比,本文提出的主回路参数设计方法具有设计步骤少、计算简单和无需考虑DBD电路参数变化等优点,可为工程中分析和设计臭氧发生器供电电源提供参考.实验结果验证了本文推导的正确性.     

可控谐振的DBD型臭氧发生器电源

基于DBD型臭氧发生器的负载特点及其系统中固有谐振的问题,提出了一种可控谐振的DBD型臭氧发生器的电源结构及控制方法。利用系统的固有谐振特性,采用同步控制的方法,让谐振的过程受控,从而避免了固有谐振给DBD系统带来的危害。给出了可控谐振DBD系统的工作原理,并讨论了此DBD系统的特点和性质。在DBD臭氧发生器样机的基础上给出了DBD系统的控制策略,并结合试验讨论了可控谐振的DBD型臭氧发生器电源系统的频率选择和电源系统效率等问题,给出了具体的设计建议。结合电路的特点和具体的试验结果,讨论了DBD系统电源的软开关特性及其对电源效率的影响。通过原理分析和试验验证情况,可以证明可控谐振电源适用于DBD型臭氧发生器系统的使用,并克服了系统固有谐振带来的影响。     

基于臭氧发生器等离子电源频率跟踪控制研究

臭氧发生器电源在正常工作中,臭氧发生器会受到放电状态、外界环境以及其他不可控因素的影响,从而导致臭氧发生器的固有谐振频率发生变化,臭氧发生器工作效率大幅降低,更严重时会导致电源系统失谐.频率跟踪技术能够通过跟踪负载谐振频率,自动调节电源的工作频率,使其工作在谐振状态,降低损耗,提高电源工作效率.     

介质阻挡放电型臭氧发生器等效电路研究

对正弦波电流供电的介质阻挡放电(BDB)型臭氧发生器的工作特性进行了详细地分析，对发生器放电气隙电压进行了傅里叶级数分解，给出了气隙电压的基波分量描述，提出一种新的DBD型臭氧发生器基波等效电路，并定义了BDB型臭氧发生器的几个特性参数。对正弦波电流供电DBD型臭氧发生器的电气特性进行了深入研究。给出了利用DBD型臭氧发生器的基波等效电路和电气特性设计电源的过程和实验结果。理论分析和实验结果证明了提出的DBD臭氧发生器基波等效电路的正确性和用基波等效电路电气特性设计供电电源的可行性。     

基于DBD型臭氧发生器的新型软开关电源研究

常用介质阻挡放电(DBD)型臭氧发生器供电电源工作时,各开关器件不能完全工作在软开关条件下,且部分开关器件在功率调节过程中难以维持软开关状态,电源不能高效工作。针对上述问题,提出一种新型DBD型臭氧发生器供电电源,通过结合各开关器件的工作时序,详细地分析了电路的各个工作模态,在PSIM中仿真并研制了实验样机。仿真与实验结果表明,在容性脉冲频率调制(PFM)控制方式下,电路中各功率器件在整个功率调节范围内均能在软开关条件下工作,确保了供电电源的高效运行。此外,整个电源具有结构简单,易于设计的优点。     

串联负载谐振式DBD型臭氧发生器电源

为解决DBD型臭氧发生器工频升压供电方案的效率低、设备体积庞大和对电网注入大量谐波的问题,采用串联负载谐振式供电电源的方案,通过结合电源开关器件的通断和DBD负载放电与不放电状态,详细分析了工作在完全谐振状态下的串联负载谐振式DBD电路,得出了整个电路在完全谐振状态下的各个工作模态;基于模态分析推导了一系列等式。由推导和分析得出了电路谐振时臭氧发生器承受的最高电压、每个周期的放电功率、与串接的补偿电感无关的特性、DBD负载放电功率、DBD负载参数的调节特性;最后给出了较为实用的工程设计公式。这些研究可供合理设计串联负载谐振式DBD型臭氧发生器的供电电源及分析不同控制方式下DBD电路的工作模态参考。     

基于软开关技术的新型臭氧电源研究

臭氧发生器的逆变电源在运行过程中.开关器件存在着严重的开关损耗,频率越高损耗越大,严重影响了电路的工作效率和开关频率的提高.为解决这一问题,这里将一种新型的软开关拓扑结构应用于臭氧发生器.该拓扑在逆变桥与电源之间增加了一个充放电电容和两个IGBT,通过IGBT控制电源通断,使电容充放电,形成软开关的条件.详细分析了电源的工作模态、动态过程以及臭氧发生器时序.可知该软开关结构能实现所有IGBT的ZVSFZCS开通或关断.实验结果证明了分析计算的正确性.     

移相控制下DBD型臭氧发生器供电电源的设计

针对开环控制下的介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge,简称DBD)型臭氧发生器的供电电源易出现不稳定状况,设计了一套采用电压闭环和移相控制的全桥串联负载谐振式逆变器供电的臭氧发生器供电电源系统。详细介绍了臭氧发生电源系统的结构、逆变电路控制方式、功率调节控制策略以及驱动电路的设计过程。实验结果表明,所设计的供电电源能解决臭氧发生器过压、电源系统易受外界干扰波动等问题,同时还具有功率调节便利和逆变电路电流接近正弦波等优点,具有良好的工程应用价值。     

移相控制串联谐振式臭氧发生器电源分析

对工作在一种移相控制下的串联负载谐振式全桥逆变器供电的介质阻挡放电(DBD)型臭氧发生器的供电电源进行详细的分析，通过结合逆变桥中开关器件的通断状况和DBD电路的放电、未放电状态，得出了DBD电路的供电电源在移相控制下的2种不同点火状况及其在不同点火状况下的电路工作模态。在模态分析的基础上，推导供电电源的工作频率、DBD电路承受的峰值电压、逆变电路输出电流峰值和电路放电功率的显性表达式，并通过这些公式对这4个主要参数的调节特性进行分析。最后给出理论计算和实验结果的对比分析，验证利用模态分析方法分析DBD电路的可行性以及理论推导的正确性。     

树形双边贯通供电方案及其应用研究

树形双边贯通供电方案能够取消牵引变电所出口和分区所处的电分相,提高系统的供电能力和再生制动能量利用率.介绍了树形双边供电方案的构造;针对树形双边贯通供电方案,以复线直接供电方式为例,推导了牵引网双边供电区间在复线牵引网上下行不并联、末端并联、全并联,以及端头供电臂单边供电等情况下的牵引网阻抗模型;以牵引变电所为单元,构...     

分布式供电系统对电网的影响

根据分布式供电系统与现有电网的关系,介绍了分布式供电技术的概念及对安全供电的意义,分析了分布式供电系统对电网运行带来的影响,并结合国内外发展现状,提出分布式供电是未来电力工业的发展方向。     

重合器在城网中的应用分析

分析了城市供电网的特点,包括故障种类及概率、变电站断路器速断保护、容量等级要求、环网供电、配电自动化的要求、地缆网的特点等。指出重合器虽然在农村电网中得到了广泛的应用,但是目前在城市电网中处于试点运行阶段,初步探讨了重合器在城市供电网中应用的可行性及应注意的情况。建议在城市供电网中采用重合器提高供电可靠性。     

基于受端供电可靠性的检修策略分析

为便于分析例行停电检修对受端可靠性的影响,将供电网简化为单电源供电、双电源完全冗余供电和双电源不完全冗余供电3种类型,将电源端的所有供电设备等值为一个逻辑设备,并假设其可靠度服从指数分布.在此基础上,提出了一套受端供电可靠性的分析方法.应用该方法,分析了更换/检修时间比、例行停电检修时间、设备故障率、检修效果等对受端供电中断时间的影响.分析结果表明,若不考虑计划停电和非计划停电的差异,对于单电源或双电源不完全冗余供电的情形,不进行例行停电检修时受端供电中断时间最小;对于双电源完全冗余供电的情形,仅对更换/检修时间比较大、故障率较高的设备,才比较适宜安排例行停电检修     

高速磁浮列车冗余供电方法

为了满足车辆供电的要求,在现有高速常导磁浮列车车载供电方式基础上,提出了一种新的用于高速磁浮车辆上的冗余供电方法。通过蓄电池供电与感应线圈供电相结合的方式,减少了地面供电设备数量。在每节车辆上设置多个车载电网、每个电网上并联接多个相同的供电设备同时向车辆用电设备供电。通过供电系统的多重冗余设计保证车辆供电的可靠性。该方法满足任意单一供电设备或一定分布的多个供电设备的故障都不会影响车辆的正常运行,即使在任意一个电网整体失效的情况下也能保证列车安全停车到预定的停车位置。     

基于CPDM功率控制高频谐振电源的研究

提出一种基于复合脉冲密度(Composite Pulse—Density—Modulation)功率控制的新型高频谐振电源．对逆变器进行复合脉冲密度控制，逆变器具有逆变和功率调节两个功能，并且始终工作在串联谐振状态，功率开关器件零电压(ZVS)开通，零电流(ZCS)关断。比单纯的PDM功率控制方式具有更高的功率控制精度，轻载情况下电流可保持连续，且正弦波形畸变小，谐波分量小。     

基于GaN器件的固态射频电源应用研究

随着电力电子技术的发展,射频电源由电子管电源发展成现在的晶体管射频电源。氮化镓GaN(gallium nitride)作为第三代宽禁带半导体材料的典型代表,具有宽禁带、高临界击穿场强、高电子饱和漂移速度以及高导通的AlGaN/GaN异质结二维电子气2DEG(two-dimensional electrons gas)等优点。GaN功率器件与硅(Si)功率器件相比,具有导通阻抗低,输入、输出电容小等特性,这些特性使得GaN功率器件高开关速度、低损耗。在E类功率射频电源的基础上,采用GaN功率器件设计制作了一款开关频率为4 MHz、功率可调的全固态射频电源实验样机。通过电路的设计和优化,样机的输出功率为21.4 W时,效率达到了96.7%;同时,采用专为射频电源生产的Si功率器件替换掉样机上的GaN器件,实验数据验证了GaN器件开关速度快、损耗低,可大幅度提高射频电源的效率。