特種電源技術(shù)及其在污水處理中的應(yīng)用.pdf

1、隨著環(huán)境污染的日趨嚴(yán)重,環(huán)境治理與保護(hù)已成為全球性關(guān)注的焦點(diǎn).特種電源技術(shù)最近十幾年在環(huán)境治理和保護(hù)的諸多領(lǐng)域中蓬勃發(fā)展,顯示出了無(wú)比廣闊的應(yīng)用前景.該文著重研究了形變特種開(kāi)關(guān)電源相關(guān)技術(shù)及其在污水處理中的應(yīng)用.論文研究過(guò)程中采用理論建模、模型參數(shù)辨識(shí)、軟件仿真和工程實(shí)驗(yàn)等多種研究方法,得出了一些有意義的研究成果.設(shè)計(jì)和制作了用于污水處理的形變開(kāi)關(guān)電源樣機(jī).該樣機(jī)能輸出任意形狀的脈沖電壓波形.脈沖電壓的幅值、脈沖頻率和占空比等參數(shù)在較大

2、范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)可編程數(shù)字調(diào)節(jié).電源的全橋功率變換器采用基于電壓瞬時(shí)值反饋的數(shù)字PID控制.在實(shí)現(xiàn)數(shù)字變頻過(guò)程中提出了基于DSP的查表計(jì)算混合SPWM生成算法.論文對(duì)直流電源作用下電凝聚法處理污水負(fù)載特性進(jìn)行了詳細(xì)地分析,結(jié)合理論建模和最小二乘法參數(shù)辨識(shí),得出了相關(guān)負(fù)載數(shù)學(xué)模型,并在不同的實(shí)驗(yàn)條件下對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證.在直流負(fù)載特性的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步分析了脈沖電源作用下的負(fù)載特征.雙電層電容效應(yīng)是其一個(gè)重要的負(fù)載特性.提出采用雙極性電極接法和增加電

3、極數(shù)目可有效地減少負(fù)載的等效電容量.利用自行研制的形變電源,在不同的輸出電壓波形下進(jìn)行了一系列印染污水處理實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明,與傳統(tǒng)的直流電壓波形相比,脈沖電壓波形在取得滿意的COD去除率和色度去除率的同時(shí),節(jié)省可觀的電耗和電極損耗,提高電能凈化效率,降低污水處理的經(jīng)濟(jì)成本.其中周期換向方波不僅能節(jié)省電耗和電極消耗,還可以有效地防止電極鈍化和電極表面結(jié)垢,出水水質(zhì)穩(wěn)定.因此,周期換向方波是一種具有工業(yè)實(shí)用價(jià)值的污水處理波形.脈沖電壓

4、波形主要影響廢水處理的三個(gè)物理化學(xué)過(guò)程,即:電容效應(yīng)、液相傳質(zhì)、吸附和脫吸附.論文提出將仿生學(xué)方法引入電力電子學(xué)研究.學(xué)習(xí)和借鑒大自然中各種生物結(jié)構(gòu)和功能機(jī)理,在電力電子學(xué)研究過(guò)程中可以產(chǎn)生一些新的研究思路.基于冗余思想,提出了一種具有自修復(fù)功能多電平變換器拓?fù)?該電路拓?fù)渲兴须娙蓦妷耗軐?shí)現(xiàn)自平衡,并且對(duì)開(kāi)關(guān)管故障具有容錯(cuò)能力.借鑒人體等生物系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和控制策略,基于自律電力電子組塊,提出了一種在硬件結(jié)構(gòu)上采用分層遞階結(jié)構(gòu),在控制上