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)境污染的日趨嚴重,環(huán)境治理與保護已成為全球性關(guān)注的焦點.特種電源技術(shù)最近十幾年在環(huán)境治理和保護的諸多領(lǐng)域中蓬勃發(fā)展,顯示出了無比廣闊的應(yīng)用前景.該文著重研究了形變特種開關(guān)電源相關(guān)技術(shù)及其在污水處理中的應(yīng)用.論文研究過程中采用理論建模、模型參數(shù)辨識、軟件仿真和工程實驗等多種研究方法,得出了一些有意義的研究成果.設(shè)計和制作了用于污水處理的形變開關(guān)電源樣機.該樣機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值反饋的數(shù)字PID控制.在實現(xiàn)數(shù)字變頻過程中提出了基于DSP的查表計算混合SPWM生成算法.論文對直流電源作用下電凝聚法處理污水負載特性進行了詳細地分析,結(jié)合理論建模和最小二乘法參數(shù)辨識,得出了相關(guān)負載數(shù)學(xué)模型,并在不同的實驗條件下對模型進行驗證.在直流負載特性的基礎(chǔ)上,進一步分析了脈沖電源作用下的負載特征.雙電層電容效應(yīng)是其一個重要的負載特性.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行了一系列印染污水處理實驗.實驗研究結(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,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)實用價值的污水處理波形.脈沖電壓

4、波形主要影響廢水處理的三個物理化學(xué)過程,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)和功能機理,在電力電子學(xué)研究過程中可以產(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撲.該電路拓撲中所有電容電壓能實現(xiàn)自平衡,并且對開關(guān)管故障具有容錯能力.借鑒人體等生物系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點和控制策略,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