A Study on Cooling Effect and Power Control of a Mini Ozonizer

소형 오존발생장치의 전력제어와 냉각효과에 관한 연구

  • Woo, Sung-Hoon (Department of Environmental Engineering, Dong-A University) ;
  • Park, Seung-Cho (Department of Environmental Engineering, Dong-A University) ;
  • Yoon, Sung-Yoon (GyeongNam Development Institute) ;
  • Park, Jee-Ho (Department of Mechatronics, Tongmyong College) ;
  • Woo, Jung-In (Department of Electrical Engineering, Dong-A University)
  • Published : 2006.01.31

Abstract

In this paper, a control method of a mini ozone generator is proposed, and also a cooling technique is described which is cooling down the flowing air gap into a silent discharger to $2^{\circ}C$ to generate ozone of high density and diffusing power. As the digital control system for this method, a double feedback loop is designed which detects the voltage and current of equivalent capacitor of the discharger and compensates for the poor power waveform caused by the noise at high discharging frequency. During the plant modeling of this system, computing time factor is considered as a unique parameter of the power system to improve the transient responses with regard to fluctuating load and to replenish the computing time delay of the controller. Through the experiment, sinusoidal input current for discharger can be acquired and all the effectiveness of this accurate control system over unstable ozone discharger are proved.

본 논문은 미세 오존 출력을 얻을 수 있는 자동제어형 오존발생장치의 제어기법을 제시하고, 또한 무성방전에 의한 오존발생장치의 유입공기를 공극에서 저온인 $2^{\circ}C$까지 냉각 하여 포화 확산도가 높은 고밀도 탈취용 오존을 발생시킬 수 있는 기법을 제시한다. 고주파수의 오존방전 노이즈에 의한 전원파형의 불량화를 보상하기 위해서 디지털 궤환 제어시스템을 구성하고, 방전관의 등가 커패시터의 전압과 전류를 검출하여 2중의 제어루프를 설계한다. 부하변동에 따르는 과도상태 응답특성을 개선하고 제어기의 연산 지연시간을 보상하기 위하여 연산시간을 전원장치 플랜트의 고유한 파라미터로 가정하여 플랜트모델에 포함시켜 모델링한다. 제안된 오존 발생기는 고농도 고효율의 오존방전 시스템의 입력전원에서 고주파방전노이즈가 제거되어 정현적으로 되며 2배 이상의 안정된 오존출력을 얻는 것을 실험적으로 입증한다.

Keywords

References

  1. 강태희, 오병수, 권순범, 손병용, 강준원, '오존의 정수 처리 적용을 위한 오존소비인자에 관한 연구,' 대한환경공학회지 27(6) 633 -669(2005)
  2. 정재우, 이현돈, 이용환, 전기일, 김형갑, 조무현, '무선 방전 공정의 오존 발생 특성에 관한 연구,' 대한환경공학회지, 26(3), 305 - 312(2004)
  3. Takeo, N. T. and Hirofumi, A. G., 'Pulse-density modulation of a high-frequency voltgage-source inverter,' lEEJ Trans .IA. 125. 413 - 419(2005) https://doi.org/10.1541/ieejias.125.413
  4. Lim, H. C., Kim, J. K., and Woo, S. H., 'Trial manufacture of a ozone generator using silent discharge type and improvement Properties of the water quality in the lake,' Trans. KIEE, 50(p), 125 - 129(2001)
  5. Lee, S. K., Chun, B. J., Park, Y. K., Park, W. Z., Lee, K. S., Kwon, H. H., Song, H. J., and Park, J. H., 'A study on the supply gas temperature characteristics of silent discharge type ozonizer by applying radio frequency voltage,' Trans, KIEE, 15(5), 46-54(2001)
  6. Junya Suehiro., Masahiro Takahashi., Yuya Nishi., Weidong Ding., Kiminobu Imasaka., and Masanori Hara., 'Improvement of the ozone generation efficiency by silent discharge at cryogenic temperature,' lEEJ Trans. FM, 124, 791 - 796(2004) https://doi.org/10.1541/ieejfms.124.791
  7. Shengpei Wang., Masaki Ishibashi., Yuelu Feng., and Mutsuo Nakaoka., 'Series-compensated inductor type resonant inverter using pulse density modulation scheme for efficient ozonizer,' IEEE, 7803, 19-23(1997)
  8. Song, H. J., Lee, K. S., Park, W. Z., Lee, D. H., Kim, G. Y., and Kim, L. K., 'Trial manufacture and characteristics of a multi-discharge type ozonizer,' Trans. KIEE, 48(c), 533-541(1999)
  9. Ito, Y. and Kawauchi, S., 'Microprocessor-based robust digital control for UPS with three-phase PWM inverter,' IEEE Trans. Power Electronics, 10(2), 196 - 204(1995) https://doi.org/10.1109/63.372604
  10. Kukrer, O., 'Deadbeat control of a three-phase inverter with an output LC filter,' IEEE Trans. Power Electronics, 11(1), 16-23(1996) https://doi.org/10.1109/63.484412
  11. Kukrer, O., 'Discrete-time current control of voltage-fed three-phase PWM inverters,' IEEE Trans. Power Electronics, 11(2), 260 - 269(1996) https://doi.org/10.1109/63.486174