CN202898118U - 一种等脉宽串联谐振式电磁感应水处理装置 - Google Patents
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Abstract
一种等脉宽串联谐振式电磁感应水处理装置，它包括工频交流输入电路、进行整流逆变隔离的逆变升压电路、升压后PWM波输出电路、将输出滤成正弦波的LC滤波电路、控制高频交流电源产生频率可调的交变激励电流的控制电路、由控制电路控制驱动逆变的驱动电路、连接正弦波输出的构成串联LC谐振电路的电容C和绕在水管上的绕管线圈；所述的逆变升压电路包括逆变电路7和串联谐振升压电路。本实用新型适用于石油、电力、冶金及商业等领域的线圈缠绕式电子感应水处理器；集防垢、除垢、防腐、杀菌及水质净化等多功能与一体。安装方便，仅须将线圈缠绕在管道外壁即可，无需割开管道或在设备上打孔，无需定期擦洗电极，除垢效果好。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电力电子装置。
背景技术
管道经污水长时间的侵蚀，会使内壁结垢从而腐蚀内壁、甚至滋生微生物，影响水系统的正常运行和人体健康。在电磁谐振水处理的装置中，输出频率可调的正弦波电源是关键技术，目前频率可调的正弦波电源通常采用SPWM调制技术，即通过高频载波调制，再在输出端并联电容将载波滤除，这种调制方式存在谐波滤除不彻底、需采用专用集成电路控制较复杂，且谐振回路品质因素较低等缺点。
发明内容
本实用新型的目的是为了解决以上问题而提供一种等脉宽串联谐振式电磁感应水处理装置，结合管道与水的电磁特性采用等脉宽PWM调制方式获得调频正弦波，技术简单、无须滤波、谐波成分少、谐振回路品质因素高。
本实用新型的技术方案是这样得以实现的：一种等脉宽串联谐振式电磁感应水处理装置，其特点是：它包括工频交流输入电路1、进行整流逆变隔离的逆变升压电路2、升压后PWM波输出电路3、将输出滤成正弦波的LC滤波电路4、控制高频交流电源产生频率可调的交变激励电流的控制电路6、由控制电路控制驱动逆变的驱动电路5、连接正弦波输出的构成串联LC谐振电路的电容C和绕在水管上的绕管线圈；所述的逆变升压电路2包括逆变电路7和串联谐振升压电路8；所述的控制电路6包括用来检测水管中电压和电流信号的电流和电压检测电路9、进行模数转换的电流和电压A/D转换电路10、接收电流和电压A/D转换电路10信号的频率PID跟踪电路11、接收反馈信号并对脉冲电源进行控制的单片机ATmege16核心处理器12、用来实时显示状态的液晶显示模块13、通过键盘控制手动或自动的键盘控制模块14。
本实用新型提供了一种等脉宽串联谐振式电磁感应水处理技术，应用嵌入式自动控制与串联谐振式电磁技术相结合，适用于石油、电力、冶金及商业等领域的线圈缠绕式电子感应水处理器。集防垢、除垢、防腐、杀菌及水质净化等多功能与一体。通过采用数字变频谐振技术在水中自动产生最佳谐振频率、从而使电磁场强度最大的谐振电磁场，以此实现根据不同水质的特定频率跟踪并锁定，同时能根据流速、介质等特性的变化对输出电流进行自动补偿。安装方便，仅须将线圈缠绕在管道外壁即可，无需割开管道或在设备上打孔，无需定期擦洗电极，除垢效果好；电路简单并且效率高。
附图说明
图1是本实用新型的工作原理图。
图中1——工频交流输入电路 2——逆变升压电路 3——升压后PWM波输出电路 4——LC滤波电路 5——驱动电路 6——控制电路 7——逆变电路 8——串联谐振升压电路 9——电流和电压检测电路 10——电流和电压A/D转换电路 11——频率PID跟踪电路 12——单片机ATmege16核心处理器 13——液晶显示模块 14——键盘控制模块 15——水管 C——电容 L1——绕管线圈 L2——绕管线圈
具体实施方式
由图1可见，本实用新型包括工频交流输入电路1、进行整流逆变隔离的逆变升压电路2、升压后PWM波输出电路3、将输出滤成正弦波的LC滤波电路4、控制高频交流电源产生频率可调的交变激励电流的控制电路6、由控制电路控制驱动逆变的驱动电路5、连接正弦波输出的构成串联LC谐振电路的电容C和绕在水管上的绕管线圈；所述的逆变升压电路2包括逆变电路7和串联谐振升压电路8；所述的控制电路6包括用来检测水管中电压和电流信号的电流和电压检测电路9、进行模数转换的电流和电压A/D转换电路10、接收电流和电压A/D转换电路10信号的频率PID跟踪电路11、接收反馈信号并对脉冲电源进行控制的单片机ATmege16核心处理器12、用来实时显示状态的液晶显示模块13、通过键盘控制手动或自动的键盘控制模块14。
工作流程是：输入的工频交流电经过整流逆变后为交流PWM波电压，其基波频率是交流电源的输出频率，PWM波电压经输出变压器隔离，再由LC滤波器滤成正弦波。
本装置的控制电路6中的主芯片ATmege16产生PWM波控制高频交流电源产生频率可调的交变激励电流，通过串联电容输出，该电流通过线圈（能量交换器）作用于水管之上，水管及管道内水质构成磁介质，因此线圈与电容构成串联LC谐振电路，当交变激励电流的频率与LC谐振电路的本征频率相同时将产生谐振，从而改变硬水中各种离子和分子的运动状况，达到抗垢的效果。
本装置控制电路6是由单片机ATmege16为核心处理器，外围器件和电脑进行通讯，实时传输和储存数据，电流和电压检测电路9用来检测水管中电压、电流信号，通过电流和电压A/D转换电路10传输给频率PID跟踪电路11，再反馈给单片机ATmege16核心处理器12，单片机通过寻优算法找出最优的电压和电路信号方波对脉冲电源进行控制，达到自动跟踪的目的。针对每一节水管的水垢不同，分不同的距离进行安装振荡线圈，液晶显示模块13用来实时显示装置的状态，通过键盘控制模块14手动或自动帮助用户采用合适的电压电流信号，从而达到节能和除垢的目的。
处理器ATmege16是一个16位的单片机，片内集成A/D和D/A，及PWM脉冲发生器。其基本工作原理是单片机在每工作一段时间后，进行扫频操作，通过采样串联谐振回路中的电流，以此来判断出电路的谐振频率。在工作时间段中，单片机输出PWM波的频率（PWM的占空比）即为此时电路的谐振频率。它将产生PWM波控制脉冲电源模块，由脉冲电源输入特定频率的方波电压，频率PID跟踪电路11通过检测输出水管的电流和电压，反馈给处理器ATmega16，单片机根据实时的数据转换其控制的模式，达到除垢的目的。
本实用新型的高频交流电源采用等脉宽串联谐振的方式可以在绕管线圈电感上得到正弦波电流，然而由于被处理水质的差异性，其等效的电感也是随时变化的，因此为了达到较为理想的处理效果，控制电路必须可以自动调节等脉宽输出方波电压的频率来适应不同的水质。
由于高频开关电器的参数限制和倍压电路的高压电容容量小等缘故，该脉冲电源很难满足现实要求，虽然现有技术已经有提出提高输出功率的方法，但是这个方法有其弊端（设备笨重，控制方式单一，效果不佳等），针对这个问题，本电源可采用多个单电源模块（图1中的串联谐振升压电路8），如果需要高电压的情况下，可以将多个串联谐振升压电路进行串联，这样在保证较大电流的情况下，使其得到叠加的高压。如果需要高电流的情况下，可以将多个串联谐振升压电路进行并联，这样在保证在较大电压的情况下，使其得到叠加的电流。该电源在实际的应用中，减轻了装置的重量和大小，方便拆卸，遇不同的工作环境，选择不同的工作方式，从而满足现实的要求。
Claims (3)
1.一种等脉宽串联谐振式电磁感应水处理装置，其特征在于：它包括工频交流输入电路（1）、进行整流逆变隔离的逆变升压电路（2）、升压后PWM波输出电路（3）、将输出滤成正弦波的LC滤波电路（4）、控制高频交流电源产生频率可调的交变激励电流的控制电路（6）、由控制电路控制驱动逆变的驱动电路（5）、连接正弦波输出的构成串联LC谐振电路的电容（C）和绕在水管上的绕管线圈；所述的逆变升压电路（2）包括逆变电路（7）和串联谐振升压电路（8）；所述的控制电路（6）包括用来检测水管中电压和电流信号的电流和电压检测电路（9）、进行模数转换的电流和电压A/D转换电路（10）、接收电流和电压A/D转换电路信号的频率PID跟踪电路（11）、接收反馈信号并对脉冲电源进行控制的单片机ATmege16核心处理器（12）、用来实时显示状态的液晶显示模块（13）、通过键盘控制手动或自动的键盘控制模块（14）。
2.根据权利要求1所述的一种等脉宽串联谐振式电磁感应水处理装置，其特征在于：所述的串联谐振升压电路（8）由多个串联谐振升压电路串联组成。
3.根据权利要求1所述的一种等脉宽串联谐振式电磁感应水处理装置，其特征在于：所述的串联谐振升压电路（8）由多个串联谐振升压电路并联组成。
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Cited By (6)
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|---|---|---|---|---|
| CN103848533A (zh) * | 2014-02-26 | 2014-06-11 | 郑州阿莱姆环保设备有限公司 | 变频水处理装置 |
| CN103964584A (zh) * | 2014-03-11 | 2014-08-06 | 淮阴工学院 | 可稳定工作电流的电磁阻垢除垢装置 |
| CN107032507A (zh) * | 2016-02-03 | 2017-08-11 | 李新平 | 智能感应全自动除垢器及其除垢方法 |
| CN109179697A (zh) * | 2018-11-06 | 2019-01-11 | 张永波 | 交变电场水处理装置及方法 |
| CN109734160A (zh) * | 2019-03-14 | 2019-05-10 | 洛阳金邦博环保科技有限公司 | 一种电磁水处理装置 |
| CN109787474A (zh) * | 2019-02-25 | 2019-05-21 | 珠海祺力电子科技有限公司 | 一种电磁叠加放大器 |
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103848533A (zh) * | 2014-02-26 | 2014-06-11 | 郑州阿莱姆环保设备有限公司 | 变频水处理装置 |
| CN103848533B (zh) * | 2014-02-26 | 2015-07-08 | 任来瑞 | 变频水处理装置 |
| CN103964584A (zh) * | 2014-03-11 | 2014-08-06 | 淮阴工学院 | 可稳定工作电流的电磁阻垢除垢装置 |
| CN107032507A (zh) * | 2016-02-03 | 2017-08-11 | 李新平 | 智能感应全自动除垢器及其除垢方法 |
| CN109179697A (zh) * | 2018-11-06 | 2019-01-11 | 张永波 | 交变电场水处理装置及方法 |
| CN109787474A (zh) * | 2019-02-25 | 2019-05-21 | 珠海祺力电子科技有限公司 | 一种电磁叠加放大器 |
| CN109734160A (zh) * | 2019-03-14 | 2019-05-10 | 洛阳金邦博环保科技有限公司 | 一种电磁水处理装置 |
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