毕业设计（论文）-电解净水机脉冲电源的设计

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1、目录第1章绪论11.1脉冲电源与电解净水机的联系11.2脉冲电源发展动态21.3电解净水机脉冲电源的主要技术指标3第2章系统设计综述52.1概述52.2脉冲电源的总体设计52.3系统各部分设计方案的确定62.3.1整流变压器的选择62.3.2三相整流电路的选择62.3.3中间滤波电路的选择72.3.4斩波电路的选择72.3.5斩波开关功率元件的选择92.4脉冲电压设计的总体要求9第3章直流基压电路的设计113.1整流电路的设计113.1.1直流基压电路原理图及工作原理113.1.2三相不可控整流电路的工作原理123.1.3三相整流桥的保护143.2平波滤波器的设

2、计143.3直流基压电路的计算163.3.1整流二极管的计算163.3.2整流变压器的计算163.3.3整流电路保护电路的计算17第4章高压脉冲电路的设计194.1概述194.2直流稳压电源的设计194.2.1三相可控整流电路的工作原理204.2.2可控整流电路在阻性负载情况下输出与输入的关系214.3中间滤波器的设计234.4脉冲电压的产生244.5霍尔传感器314.6高压脉冲电路器件的选择与计算334.6.1斩波电路器件33874.6.2整流晶闸管344.6.3整流变压器344.6.4整流电路保护电路35第5章控制电路的设计375.1概述375.2硬件设计要

3、求和软件设计要求375.3控制电路原理图375.4整流电路电压闭环控制385.5数字触发电路的设计415.5.1触发方式415.5.2同步信号检测电路425.5.3晶闸管触发电路455.6IGBT驱动电路的设计455.6.1IGBT对驱动电路的要求455.6.2IGBT驱动电路465.7软件设计485.7.1管脚分配485.7.2程序流程图48第6章直流脉冲电源的仿真简介516.1概述516.2Simulink仿真环境516.3仿真试验51结论54参考文献55外文原文56译文64致谢69附录A70附录B7387第1章绪论电解净水机脉冲电源实际上是一种变流设备，它

4、把电网的交流电压变成恒直流或者脉冲低压、大电流以供电解使用。电解电源从起初的直流发动机发展到二极管整流器，再到现今被人们广泛用的晶闸管整流器，在技术上和品质上有了很大提高，但还存在着很多缺点：1)设备过于笨重复杂；2)效率低、功耗大；3)提供的直流电源品质不高，纹波大。这些固有缺点的存在，影响了电解净水机的工作效率，使得高品质、高效率、小体积的新型电源取代传统电源成为一种趋势。下面将介绍脉冲电源的相关内容。1.1脉冲电源与电解净水机的联系由于采用电化学方法处理工业废水具有投资省、占地少、处理效果好及机械化程度高等优点，因而备受欢迎。苏联很早就开始研究电解净水机，

5、但直到1986～1970年开始应用于实际。最初的电解净水机采用直流电源进行电化学反应，其总电压通用由实验方法获得的电凝聚槽电压与电极通用上电流密度的关系来确定的。电解槽的总电压通常小于安全电压36伏，但要满足废水处理达到一定的处理效果，总电流强度就很大，大致在1000～3000A之间。因此，前期的电解净水机研究的重点主要是如何提高其电流效率。但随之而来的是，废水处理单位的电流消耗极大，耗阳极的铁量也很大，且设备复杂、繁大，因而人们普遍认为电解法不合算。随着新技术的发展和各种新器件的出现，以及对废水的处理的最佳工艺参数和电气参数的不间断研究发现，当把直流电源间歇式

6、地提供给电解电极，提供电压的大小足够反应按所需的方向进行，每次供电的时间足够反应完成，断电的时间致使逆反应进行，这样平均电耗就可以大幅度的降低。由于脉冲电解通电时间小于电解处理的总反应时间，所以阳极铁耗量相对降低。据资料介绍，用直流电处理低浓度毛纺染色污水，平均电解电耗为0.7～1KWH／m3,铁耗为50～100k/m3,而采用脉冲电解法，铁耗为20g/m3，平均电解电耗为0.4kwh/m3,两者均降低50%左右.特别是对高色度的有机废水,其节能效果更加显著。87最近，研究人员在提出一种新型电解电源，其原理是由一个高压脉冲电源和一个直流小电源相叠加而形成的，波形

7、图如下所示，该电源中，高压脉冲用于电解强化反应，使反应按所需方向进行，使之不至于发生逆反应，这样可以使脉冲宽度进一步变窄，而使处理效果不变，因而可更加节电，节能。1.2脉冲电源发展动态电源的形式和用途有多种，其主要的应用领域包括:脉冲电镀、极性相和非极性相的相分离、工业废气处理、脉冲电解污水处理、高频脉冲感应加热、高功率激光泵、产生高功率带电粒子束、电弧焊接、电火花加工、静电除尘、臭氧的制取和表面热处理等。在军事上，脉冲电源还用于电磁轨道炮、电磁脉冲模拟、粒子束武器、液电爆炸等领域。不同的应用场合，对电源的输出电压、输出电流及开关频率的要求不同。按照输出特性的不

8、同，可以将脉冲电源分为能