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步科HP100中频电源在臭氧发生器应用

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一、前言


臭氧是一种很好的氧化剂,它具有氧化力强、选择性好、反应速度快等特点,而且反应结束后,臭氧会自行分解而不留残余,后处理十分简单,不会产生二次污染。因此,臭氧在饮用水、污水、工业氧化、医药合成等领域都有较广泛的应用。臭氧在工业废水处理工程中可用于消毒、除臭味、除色、除胶体;在工业废水处理工程中可用于除酚、除表面活性剂。而且,随着科学技术的不断进步以及人们对臭氧认识的不断深入,臭氧将成为公认的最佳消毒剂,臭氧在各领域的应用也将得到不断普及。

二、臭氧发生原理


由于臭氧易于分解无法储存,需现场制取现场使用(特殊的情况下可进行短时间的储存),所以凡是能用到臭氧的场所均需使用臭氧发生器。
制取原理:在一定的氧气质量、露点、压力和温度下,利用介质和微间隙放电结构,在低电压下产生非常强烈的介质阻挡放电。当含氧气的气体通过两个电极间的放电间隙时,部分氧气分子(O2)会被转化为臭氧(O3)从而实现臭氧制备(图1)。当外电极上带有高电压时,电极之间的放电间隙放电,氧气分子被分解为自由态的氧原子(O),部分自由态的氧原子与未分解的氧气分子重新结合生成臭氧(O3),即O+O2=O3。
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三、中频臭氧发生器的系统结构


中频臭氧发生器的主体结构分为两部分:

1、机械部分:
包含臭氧容器(如图2所示的放电介质)、管路机械、固定件、阀门、仪表等器件以及所需的其他器件。
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2、 电气部分:
电气部分包含控制系统与电气电路设备;
电气电路:
用于安装电气设备,实现对电气设备的隔离和保护。其中包含电源供电单元与保证臭氧设备安全、稳定运行所需的电气控制设备。
控制系统:
标准设备配置人机界面(触摸屏),操作人员可以通过人机界面(触摸屏)实现对臭氧设备系统的控制。
下图是中频臭氧发生器的基本框架示意图:
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四、 Kinco HP100中频电源介绍

   
Kinco HP100系列中频电源产品具有高频输出的功能,通过其高频输出直接来给变压器供电,可以简化臭氧电源电路的设计;其完善的保护措施保证了整个系统的可靠性和稳定性;其完善的控制算法,保证了高频输出时电流的稳定。
技术规格:
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1、输出频率50~6000Hz;
2、完善的控制算法,输出时电流更加稳定;
3、短路保护、过压保护、过流保护、欠压保护、过热保护等丰富的保护功能,让设备更稳定、更安全;
4、可设定恒压或恒流输出,使用范围更广;
5、标配RS485通信口;
6、独创的频率自适应功能
传统臭氧电源输出频率需要人为设定,经常出现频率过高或频率过低现象,并且输出电压高和电压低时谐振频率点不一样,导致电源效率不高,严重时缩短电源使用寿命。Kinco HP100电源通过独特的算法能够找到负载的谐振点从而使电源效率达到最高。

频率低时电源输出电流波形
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频率高时电源输出电流波形
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根据经验设置频率后电源输出电流波形
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自适应频率输出电源输出电流波形
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五、 Kinco HP100电源现场应用


电源系统是臭氧产生过程中最关键的部分,电源系统不仅影响臭氧发生系统的稳定性和可靠性,而且也决定了臭氧合成效率。目前,根据频率,臭氧发生器中电源系统可以分为:工频电源、中频电源、高频电源。频率在400-1000Hz的电源可以称为中频电源,1000Hz以上可以称为高频电源。电极的工作特性要求与其匹配的供电电源必须具备稳定的输出频率和适当电压峰值,这样才能保证电极高效、可靠地工作。同时,为了使臭氧产量稳定,供电电源的输出功率应该保持恒定。
采用变频器+变压器的方法不但能够产生需要的恒功率高压电源而且操作方便、性能可靠。

Kinco HP100系列中频电源满足了臭氧发生器电源的要求,以下是其中一个现场的参数:


变频器的操作面板可以外接到机器的外面,以方便用户的控制。但是要设定参数的不可修改以免用户的误操作,导致变压器的输出电压过高,最终变压器的磁密度不够,输出发生畸变影响臭氧的产生效率。
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六、结论


人们对臭氧的了解越来越深入,臭氧发生器将更多的在各个领域得到应用。采用Kinco HP100电源,在降低变压器的工作电压,提高系统的可靠性和耐久性的同时,更能保证臭氧的产生效率。通过Kinco HP100中频电源输出的功能,可实现中频臭氧发生器的中频开关电源的作用,并且能够适应高压变压器负载波动的状况,达到稳定的输出。


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