SRTP-高压脉冲发生器

[5]

。国内关于电磁脉冲杀灭微生物的研究始于七十年代中期，由南京 大学、南京市浦口运输公司和华东化工学院共同研制的第一台静电水垢

控制器具有显著的 效果，不仅能防止水垢的生成，还发现具有溶垢和杀菌灭藻的作用

[6]

。经过多年来人们的研究和实践，电磁脉冲杀菌灭藻技术已经得到

广泛应用，特 别是在工业循环冷却水中取代了加氯来进行杀菌灭藻，受到用户的亲睐。

高压脉冲发生器是高压脉冲杀菌灭藻系统的核心部分，产生高压脉冲的电路有很多种，但大多数电路的 输出功率低，脉冲幅值和脉冲频率不可调，

而高压脉冲的幅值和频率等电磁参数对杀菌灭 藻的效果有很大影响。

经查阅国内外参考文献

[7-11]

，

本课题选择以

Marx

< br>电路为核心来构建高压脉冲发生器。

Marx

电路是一种 广泛使用的脉冲能源装置

,

以高储能密度和低电感的电容器组为 其主体构架

,

其基本工作原理是

:

首先将电容器组并联充电

,

然后改变发生器

电路结构

,

实现电容器串联放电

,

从而使电压倍增

,

以获得更高的脉冲电压输出

[12]

。

②课题学术和实用意义

高压脉冲杀菌 灭藻技术作为一种新型的非热处理杀菌灭藻技术得到了广泛的应用，包括在食品灭菌、饮用水灭菌及空调循环冷却 水系统灭菌等很多

领域都得到应用。由于在工业循环冷却水系统中具有微生物生长和繁殖 的条件，容易滋生细菌和藻类，以至腐蚀管道和损坏设备，造成巨大的经济损失。

现有的 化学处理方法容易造成环境污染，并会降低设备的使用寿命。因此，本课题通过模拟循环冷却水系统，利用高压脉 冲进行杀菌灭藻研究，这将推

动高压脉冲杀菌灭藻技术在工业循环冷却水系统中的应用。

2.

课题研究目的、内容、技术路线

①研究目的

以火电厂开式循环冷却水 中微生物为研究对象，研制一套高压低频脉冲杀菌灭藻系统；通过理论建模、软件仿真及模拟实验来对高压低频脉 冲对水

中微生物的杀灭作用机理进行研究，对高压脉冲杀灭水中微生物的机理进行补充和 完善

②研究内容

1)

研制一套输出功率高，脉冲幅值和脉冲频率均可调的高压 脉冲发生器

.

③技术路线

1

）高压脉冲处理系统的设计

高压脉冲处理系统如下图所示，整个系统主要包括高压直流电源、

Ma rx

回路、高压脉冲处理腔及模拟循环系统。

高压直流电源

单片机

控制模块

Marx

回路

IGBT

模块

高压处理腔

数据处理

与 分析

高压脉冲处理系统示意图

高压脉冲发生器是整个系统的核心部分，它需要根据实际环境的变化输出合适的高压脉冲信号 ，本课题利用基于

IGBT

半导体开关技术的

< br>Marx

电路

能得到输出功率高，脉冲幅值和脉冲频率均 可调的高压脉冲信号。

3.

创新之处与拟解决的关键问题

①创新之处

采用电力电子器件替代空 气放电球隙作为

Marx

发生器的控制开关，提高了

发生器的工作性能和抗干扰能力，实现灵活简便的控制。

②拟解决的关键问题

1

）

IGBT

驱动电路的性能是影响

IGBT

可靠工作和正常运行的重要因素，设计出可靠性高、可 维护、通用性强的

IGBT

驱动模块是本项目拟解决的

关键问题之一。

2

） 运用电路仿真软件对电路进行仿真研究，并对电路各元件参数进行优化，以获得输出功率大、脉冲幅值高的高压脉 冲信号。

4.

预期目标

研制出一套输出功率较高，脉冲幅值和脉冲频率均可调的高压脉冲发生器；在已有的模拟循环水系统中进行实验 ，达到较好的杀菌效果。

5.

可行性论证

该课题依托重庆大学电工技术研究所，目前已经设计完成一套模拟循环水系统，并通过长时间运行的测试和模 拟实验，具有一定的研究基础。在模

拟实验和数据检测方面，研究所前期已经与城环、生 物和化工学院有合作，能够共同进行深入的研究，这为该课题的开展创造了条件。

6.

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谐振充电

I GBT

开关

Marx

发生器