交變磁場發(fā)生器在混凝凈化水處理中的應(yīng)用與研究.pdf

1、電磁學(xué)是一門重要的現(xiàn)代學(xué)科，在許多領(lǐng)域都有著普遍的用途[1]。物質(zhì)特性及其內(nèi)能變化特征受電磁場的影響是該學(xué)科的重點(diǎn)研究內(nèi)容。電磁學(xué)經(jīng)過多年的研究發(fā)展，其在污水凈化、生物工程、農(nóng)學(xué)、醫(yī)學(xué)等科學(xué)領(lǐng)域獲得普遍的應(yīng)用。其中電磁混凝在污水處理中的應(yīng)用就是電磁學(xué)發(fā)展所衍生出的一種新興技術(shù)，且污水凈化效果比較顯著。該論文闡述了混凝凈化水處理技術(shù)的研究進(jìn)展及電磁混凝凈化水處理技術(shù)的基本原理，并詳細(xì)介紹了交變磁化裝置的設(shè)計(jì)過程。
　　混凝凈化水處理

2、用交變磁場發(fā)生裝置的設(shè)計(jì)總體分為輸出磁場的磁路部分、激勵(lì)磁場的電路部分、以及以DSP為控制核心的控制部分。本文選擇導(dǎo)磁的鐵氧體外繞線圈，作為輸出磁場的磁頭，其形狀設(shè)計(jì)為中間開有空氣隙的U型結(jié)構(gòu)，選取導(dǎo)磁的鐵氧體作為磁頭的芯體，可以增強(qiáng)系統(tǒng)的磁場輸出能力，并且有效的降低系統(tǒng)的功耗。電源工作時(shí)氣隙中間產(chǎn)生均勻的交變磁場即為混凝劑磁化區(qū)。激勵(lì)電路部分采用AC/DC/AC配有直流斬波功率調(diào)節(jié)的典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，逆變電路采用半橋型RLC串聯(lián)諧振形式。

3、采用改進(jìn)的數(shù)字鎖相環(huán)(DPLL)使逆變器工作在準(zhǔn)諧振狀態(tài)，確保電源電路安全穩(wěn)定的工作[2]。其中磁場的頻率可調(diào)節(jié)范圍:0～2KHz，磁場的強(qiáng)度可調(diào)節(jié)范圍:0～50mT。
　　本文重點(diǎn)闡述了混凝凈化水處理用交變磁場發(fā)生器的設(shè)計(jì)過程，分析了主電路的設(shè)計(jì)方法及關(guān)鍵器件的選擇，經(jīng)過對(duì)中低頻磁場理論的計(jì)算和分析，借鑒感應(yīng)加熱電源的設(shè)計(jì)方法，提出了適用于污水凈化處理的特殊中低頻磁場發(fā)生裝置的設(shè)計(jì)方案。分章節(jié)對(duì)系統(tǒng)的主電路拓?fù)洹⒖刂撇呗?、硬件?/p>

4、路和軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。
　　利用MATLAB/SIMULINK仿真軟件搭建主電路，驗(yàn)證了主電路拓?fù)浼皡?shù)設(shè)計(jì)的可行性。采用Ansoft Maxwell有限元仿真軟件Maxwell2D來進(jìn)行二維磁場有限元分析，對(duì)磁路產(chǎn)生的磁場特性作了表征[3]。通過Tek-TPS2024示波器測(cè)出實(shí)驗(yàn)波形并做了詳細(xì)的分析。實(shí)驗(yàn)裝置完成后，利用該裝置進(jìn)行了混凝凈化水處理實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果做了簡要分析，并通過Origin9.0將所得數(shù)據(jù)繪制出相關(guān)