臭氧作为一种强氧化剂,已广泛应用于食用水的净化消毒和工业污水处理、空气净化及烟道气体中有毒物质的去除、医疗器具等的消毒杀菌、纺织物的漂白和脱色、食品保鲜、酒精饮料的提纯和人工陈化工艺等方面。工业上主要采用介质阻挡放电的原理大产量生产臭氧,传统的工频直接升压法虽然装置简单、成本较低,但是体积庞大、效率很低、产量也难以提高,高频化成为臭氧发生器电源的发展趋势。在实际电路拓扑中,由于负载呈容性,在高频时会与高频变压器的漏感串联谐振,对臭氧发生器的效率与稳定性产生很大的影响,本文通过对串联谐振型高频臭氧发生器的特性研究,发现:①臭氧产量与放电平均功率有很好的线性关系,在其他条件不变的情况下,增大放电平均功率是增大臭氧产量的有效手段;②在正常工作的范围内,随着工作频率的升高,放电平均功率线性增大,提高工作频率是提高放电平均功率的有效手段;③容性负载特性使得高频电源与反应器串联谐振。为了使得系统工作在容性区,工作频率必须小于谐振频率,即串联谐振型高频臭氧发生器工作频率的选择受限于谐振频率;④高频变压器的绕制方法、高频变压器的原方匝数、层间距离、原副方线圈之间的距离等,决定了其漏感大小及系统谐振频率。通过改进高频变压器的绕制方法,减少其漏感,可使装置在更高的频率下稳定运行,提高了放电平均功率,是臭氧浓度和产量提高的有效方法。在此基础上,本文设计出一套高频电源,选择工作电压有效值为7000V,工作频率为18kHz,带单台盘式臭氧发生器负载,放电平均功率可达712W,臭氧产量可达30.06g/h,臭氧浓度可达50.1g/m3。已完成的实验研究都是在单台盘式反应器的基础上进行的,产量最多也只达到30g/h,消耗的放电功率为712W,要达到1kg/h的产量,电源的输出功率要达到21kW。如何设计20kW以上的臭氧发生器电源,使得系统带大功率放电负载时,仍然可以工作在高频的状态,是本课题后续研究的重点和难点。