台达变频器在中频臭氧发生器中的应用

1 概述

臭氧是一种强氧化剂，在给水工程中可用于消毒、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，此外还用于纸浆的漂白等。臭氧在饮用水、矿泉水、纯水、游泳池循环水及养殖水处理和工业、医院污水处理等方面都已有较广泛的应用。由于臭氧在对微生物起作用之后，会裂变为完全无害的氧原子，绝不会产生二次污染，因此臭氧已越来越多地用来代替氯及其化合物的消毒。随着人们对环保的认识逐步加深增强，臭氧将成为公认的最佳消毒剂。

臭氧的工业生产方法，通常应用的是高压无声放电原理。即让净化干燥的空气或者氧气，通过高压放电间隙，促使部分氧分子中的化合键断开生成氧原子，这样氧原子与氧分子结合生成臭氧。

2 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4 个部分，如图1所示。

1)电源部分由变频器及变压器组成，将工频市电转换为中频高压电源，一般为2000~8000V，频率为400~1 000 Hz 用来提供中频高压电源。

2)气源部分臭氧发生器可以利用两种气源，一种为空气，由无油空压机、干燥器等提供;另一种为纯氧或者富氧空气，由氧气瓶或者制氧机提供。空气或者氧气进入发生器之后要进一步干燥和减压，经计量后连续进入臭氧发生部分。

3)臭氧发生放电室采用垂直管式单元气室，由电极管、介电管或者水管等组成。放电室两端连接不锈钢管用于气流通路，放电室的两个放电片背面贴铝质散热片进行风冷却或水冷却。通过中频高压电场，部分氧分子中的化合键断开而

生成氧原子，氧原子与氧分子结合生成臭氧分子，臭氧和空气的混合气体沿管路被泵出。

4)冷却用轴流风扇对放电室进行风冷却，也可采用直流冷却水，经计量后进入气室水套。

用户可以通过臭氧发生器机体上的控制面板来对气量进行调节从而来调节臭氧产量，也可通过其电磁式电流表和电压表来进行监控。

3 台达变频器的高频功能

台达B 系列是新一代高功能无感测向量控制型变频器，具有功能齐全、调速精度高、稳定性好及应用范围广的特点;而V系列高性能无感测磁束矢量型变频器是结合现代电力电子与微机控制技术所设计的一款高科技产品，具有响应速度快、精度高、输出力矩大(最大200%)以及定位控制等特点，可广泛应用于机械产业、工厂过程控制自动化、建筑、石化、冶金、钢铁、能源、电力、楼宇、环保

等各行各业。

台达B、V 系列均具有高频输出功能，可通过其高频输出直接来给变压器供电，这不但简化了臭氧电源电路的设计，而且由于其完善的保护措施保证了臭氧发生系统的可靠性和稳定性。图2所示是在变频器的输出端无电抗器，变压器工作在额定频率之上的电流波形。可以看出，台达变频器在负载冲击比较大的情况下，仍然能够保证电流的平滑性。

4 台达变频器在臭氧发生器中的应用

电源系统是臭氧产生过程中最关键的部分，所以不仅影响到臭氧发生系统的稳定可靠，而且也决定了臭氧合成效率。臭氧发生器的电源系统根据频率可以分为：工频电源、中频电源、高频电源，频率在400~1 000 Hz的称为中频电源，1 000 Hz以上的称为高频电源。臭氧发生器电源必须具备稳定的输出频率和适当的电压峰值，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，要求电源的输出功率应该保持恒定。通常臭氧发生器的电源采用电压调节器，虽然结构简单、成本较低，但工作频率不稳定，输出电压随输入交流电压波动而变化。因此，采用变频器垣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。台达变频器VFD-B 或者VFD-V系列的BH版本的高速功能，完全满足了臭氧发生器电源的要求。根据现场变压器输入端的电压要求为单相的105 V，频率为800 Hz，设置变频器的参数如表1 所列。

变频器的操作面板可以外接，以方便用户控制，但要设定参数为不可修改，以免用户误操作。现场电流表和电压表均采用电磁式仪表。臭氧发生器的电源结构如图3 所示。

5 结语

随着人们对环保的认识越来越深入，臭氧发生器的应用将越来越普遍。采用台达变频器来实现臭氧发生器的电源系统，不但降低了变压器的工作电压，提高系统的可靠性和耐久性，而且保证了臭氧的产生效率。