1 概述

臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，在給水工程中可用于消毒、除臭味、除色、除膠體;在工業(yè)廢水處理工程中可用于除酚、除表面活性劑，此外還用于紙漿的漂白等。臭氧在飲用水、礦泉水、純水、游泳池循環(huán)水及養(yǎng)殖水處理和工業(yè)、醫(yī)院污水處理等方面都已有較廣泛的應(yīng)用。由于臭氧在對微生物起作用之后，會裂變?yōu)橥耆珶o害的氧原子，絕不會產(chǎn)生二次污染，因此臭氧已越來越多地用來代替氯及其化合物的消毒。隨著人們對環(huán)保的認(rèn)識逐步加深增強(qiáng)，臭氧將成為公認(rèn)的最佳消毒劑。

臭氧的工業(yè)生產(chǎn)方法，通常應(yīng)用的是高壓無聲放電原理。即讓凈化干燥的空氣或者氧氣，通過高壓放電間隙，促使部分氧分子中的化合鍵斷開生成氧原子，這樣氧原子與氧分子結(jié)合生成臭氧。

2 中頻臭氧發(fā)生器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

中頻臭氧發(fā)生器的主體結(jié)構(gòu)分為4 個部分，如圖1所示。

1)電源部分由變頻器及變壓器組成，將工頻市電轉(zhuǎn)換為中頻高壓電源，一般為2000~8000V，頻率為400~1 000 Hz 用來提供中頻高壓電源。

2)氣源部分臭氧發(fā)生器可以利用兩種氣源，一種為空氣，由無油空壓機(jī)、干燥器等提供;另一種為純氧或者富氧空氣，由氧氣瓶或者制氧機(jī)提供?？諝饣蛘哐鯕膺M(jìn)入發(fā)生器之后要進(jìn)一步干燥和減壓，經(jīng)計(jì)量后連續(xù)進(jìn)入臭氧發(fā)生部分。

3)臭氧發(fā)生放電室采用垂直管式單元?dú)馐遥呻姌O管、介電管或者水管等組成。放電室兩端連接不銹鋼管用于氣流通路，放電室的兩個放電片背面貼鋁質(zhì)散熱片進(jìn)行風(fēng)冷卻或水冷卻。通過中頻高壓電場，部分氧分子中的化合鍵斷開而

生成氧原子，氧原子與氧分子結(jié)合生成臭氧分子，臭氧和空氣的混合氣體沿管路被泵出。

4)冷卻用軸流風(fēng)扇對放電室進(jìn)行風(fēng)冷卻，也可采用直流冷卻水，經(jīng)計(jì)量后進(jìn)入氣室水套。

用戶可以通過臭氧發(fā)生器機(jī)體上的控制面板來對氣量進(jìn)行調(diào)節(jié)從而來調(diào)節(jié)臭氧產(chǎn)量，也可通過其電磁式電流表和電壓表來進(jìn)行監(jiān)控。

3 臺達(dá)變頻器的高頻功能

臺達(dá)B 系列是新一代高功能無感測向量控制型變頻器，具有功能齊全、調(diào)速精度高、穩(wěn)定性好及應(yīng)用范圍廣的特點(diǎn);而V系列高性能無感測磁束矢量型變頻器是結(jié)合現(xiàn)代電力電子與微機(jī)控制技術(shù)所設(shè)計(jì)的一款高科技產(chǎn)品，具有響應(yīng)速度快、精度高、輸出力矩大(最大200%)以及定位控制等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于機(jī)械產(chǎn)業(yè)、工廠過程控制自動化、建筑、石化、冶金、鋼鐵、能源、電力、樓宇、環(huán)保

等各行各業(yè)。

臺達(dá)B、V 系列均具有高頻輸出功能，可通過其高頻輸出直接來給變壓器供電，這不但簡化了臭氧電源電路的設(shè)計(jì)，而且由于其完善的保護(hù)措施保證了臭氧發(fā)生系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。圖2所示是在變頻器的輸出端無電抗器，變壓器工作在額定頻率之上的電流波形?？梢钥闯?，臺達(dá)變頻器在負(fù)載沖擊比較大的情況下，仍然能夠保證電流的平滑性。

4 臺達(dá)變頻器在臭氧發(fā)生器中的應(yīng)用

電源系統(tǒng)是臭氧產(chǎn)生過程中最關(guān)鍵的部分，所以不僅影響到臭氧發(fā)生系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠，而且也決定了臭氧合成效率。臭氧發(fā)生器的電源系統(tǒng)根據(jù)頻率可以分為：工頻電源、中頻電源、高頻電源，頻率在400~1 000 Hz的稱為中頻電源，1 000 Hz以上的稱為高頻電源。臭氧發(fā)生器電源必須具備穩(wěn)定的輸出頻率和適當(dāng)?shù)碾妷悍逯?，這樣才能保證電極高效、可靠地工作;同時(shí)，為了使臭氧產(chǎn)量穩(wěn)定，要求電源的輸出功率應(yīng)該保持恒定。通常臭氧發(fā)生器的電源采用電壓調(diào)節(jié)器，雖然結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，但工作頻率不穩(wěn)定，輸出電壓隨輸入交流電壓波動而變化。因此，采用變頻器垣變壓器的方法不但能夠產(chǎn)生需要的恒功率高壓電源，而且操作方便、性能可靠。臺達(dá)變頻器VFD-B 或者VFD-V系列的BH版本的高速功能，完全滿足了臭氧發(fā)生器電源的要求。根據(jù)現(xiàn)場變壓器輸入端的電壓要求為單相的105 V，頻率為800 Hz，設(shè)置變頻器的參數(shù)如表1 所列。

變頻器的操作面板可以外接，以方便用戶控制，但要設(shè)定參數(shù)為不可修改，以免用戶誤操作。現(xiàn)場電流表和電壓表均采用電磁式儀表。臭氧發(fā)生器的電源結(jié)構(gòu)如圖3 所示。

5 結(jié)語

隨著人們對環(huán)保的認(rèn)識越來越深入，臭氧發(fā)生器的應(yīng)用將越來越普遍。采用臺達(dá)變頻器來實(shí)現(xiàn)臭氧發(fā)生器的電源系統(tǒng)，不但降低了變壓器的工作電壓，提高系統(tǒng)的可靠性和耐久性，而且保證了臭氧的產(chǎn)生效率。