0412.臭氧发生器的设计

臭氧发生器的设计

1、臭氧放电室的设计

臭氧产量和臭氧浓度是臭氧放电室设计的基本依据 ，通常是放电体(管)单位臭氧产量来确定放电单元臭氧产量： Gx=SxQ

Gx —放电单元臭氧产量 S —放电单元放电面积 Q —单位放电面积臭氧产量 放电单元数量 N=G/Gx

N— 放电单元数量 G —设计臭氧产量 Gx —放电单元臭氧产量

N 确定后 ，可根据需要将放电定设计成立式或卧式，放电室设计时应考虑容积重量，冷却水压力，气体压力等诸多因素。

放电气隙设计是根据使用介质 ，电源频率和加工能力精度来确定。 注意 ：放电室设计是依据放电单元臭氧产量。放电单元产量必须经严格条件的实验来确定，否则。设计产量会相差甚远。

2、电源系统的设计

臭氧电源设计是根据臭氧产量和放电单元臭氧产量所耗功率来设计，电源频率、电源电压与使用介质 ，放电气隙大小有关。可根据有条件的实验数据获得。

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臭氧电源系统包括电源控制系统、整流、变频器、升压变压器，它的作用就是向臭氧放电室提供必要条件—高压交变电场，而臭氧产生效率与高压电源成正向增长关系，因此臭氧电源系统在整个臭氧发生系统中具有重要的作用。臭氧电源系统依据高压放电频率可分为工频臭氧电源系统、中频臭氧电源系统、高频臭氧电源系统三类，其中频率为 60/50Hz 的电源称为工频电源，频率超过 1000Hz 的电源称为高频电源，介于工频与高频之间的称为中频。 1）、工频臭氧电源系统

工频臭氧电源系统的工作原理：交流 380V 电压经高压变压器后，变压器输出交流 10000V 电压供给臭氧合成系统。其结构图如下所示：

工频臭氧电源系统需要漏感很大的高压变压器、效率低、耗电大、产生臭氧的产量与浓度低；一般采用玻璃管作放电介电体，用于生产中、大型臭氧发生器。 2）、中频臭氧电源系统

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上图为中频臭氧电源系统的电路结构图，此电源是根据介质和臭氧放电室而设计的与之相匹配的高压电源，其中可控硅属大功率器件，工作压降低，过载特性好，输出功率大，用于中频大功率电源时的性能比较高，能很好地满足臭氧发生器对电源的需要。 A．三相全控整流桥

用于控制调节整流器的输出电压，实现高压输出电压与臭氧产量的平滑调节。该电路能避免臭氧放电室在起辉和工作放电时因负载变动产生高电压，从而保证了臭氧电源和臭氧放电室的可靠性。 B．可控硅全桥逆变

因可控硅是半开关器件，它必须在自身电流过零时才能关断，而可控硅又在电源与负载之间作开关使用，可控硅一旦打开就失去了控制电流大小的作用。因此电流的大小和相位受前级和负载影响，为保证可控硅正常关断，要求在可控硅自身电流过零时其两端电压为零或已变为负值，这在臭氧放电室这一负载下很难实现，而且在起辉、正常工作、瞬时跳火或局部跳火时负载特性变化很大，这极大地影响了可控硅的正常关断。为了保证可控硅的正常关断，有受负载影响较小的关断电路与之相匹配。 C．滤波电路

由电抗器、电容组成的滤波电路，用于提高功率因数，平滑输出电流，稳定逆变器的工作点，抑制逆变杂波，减小对电源网络的干扰。 D．吸收回路

由电容、电阻组成的缓冲电路，可以防止过压，保护可控硅和其他元器件的正常工作。 E．高压变压器

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高压变压器用于传递功率和使电子功率电路的输出与放电室匹配，对其参数的要求与普通变压器有所区别。由于放电室在整个工作过程中，负载不仅在数值上变化很大，其特性也随着起辉或正常工作时的状态不同而改变，从而要求变压器有一定的漏感来平衡上述变化，以便保护电子元器件。同时，漏感又容易引起电路损耗和换相时产生瞬时高电压，因此需要根据电子电路的情况选择其大小。

中频臭氧电源是国际上比较流行的一种臭氧专用电源，具有效率高、耗电小的特点。一般采用非玻璃或玻璃作放电介电体，用于生产中、大型臭氧发生器。 3）、高频臭氧电源系统

高频臭氧电源系统的工作原理：工业配电经整流后，通过变频工艺使电源频率在 1000Hz 以上，变频后再次通过整流使电源变为交流电源（此过程称为逆变），最后经高压变压器升压供给臭氧合成系统，高频臭氧电源系统的主电路结构图如下所示：

高频臭氧电源系统具有效率高、耗电小、产生臭氧的产量与浓度高等特点，一般采用搪瓷或陶瓷片作放电介电体，用于生产小型臭氧发生器及家用消毒机。 3、控制系统设计

臭氧发生器按规格（产量）可分为小型机（100以下）、中型机（100—1000g/h）、大型机（1000 g/h以上）三种。臭氧发生器因其规格

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