Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Электротехнология

Диссертационная работа:

Процук Иван Александрович. Исследование электромагнитных процессов в системе электропитания плазмотрона с медным электродом для резки металлов : ил РГБ ОД 61:85-5/1007

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

стр.
ВВЕДЕНИЕ 4

I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

  1. Анализ развития источников электропитания ре-^ жущих плазмотронов 8

  2. Математическое описание электрической дуги, как элемента электрической цепи ..... 19

  3. Устойчивость системы источник электропитания -

- плазменная дуга 28

1.4. Методы исследования электромагнитных процессов

в источниках электропитания 32

Выводы и постановка задачи работы 35

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПЛАЗМОТРОНА С МЕДНЫМ ЭЛЕКТРОДОМ

  1. Особенности горения электрической дуги в плазмотроне 37

  2. Методика исследований и используемая аппаратура 39

  3. Исследование статических вольт-амперных характеристик дуги плазмотрона ..... 43

2.4. Динамические характеристики дуги плазмотрона . . 46
Выводы 51

3. ИССЛЕДОВАНИЕ УСТАНОВИВШИХСЯ ПРОЦЕССОВ В ИСТОЧНИКАХ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ПЛАЗМОТРОНА С МЕДНЫМ ЭЛЕКТРОДОМ

  1. Исходные положения 54

  2. Анализ процессов в преобразователе с линейными индуктивностями в фазных цепях 55

  3. Анализ процессов в преобразователе с дросселями насыщения 63

  1. Анализ процессов в преобразователе с конденсаторами 75

  2. Анализ процессов в преобразователе с тиристорами 100

Выводы 104

4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В СИСТЕМЕ
ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ПЛАЗМОТРОНА

  1. Алгоритм расчета электромагнитных процессов в системе электропитания плазмотрона 106

  2. Процессы включения плазмотрона и устойчивость выхода на рабочий режим НО

4.3. Процессы отключения плазмотрона 140

Выводы 146

5. РАЗРАБОТКА И ВНЕЩРЕНИБ УСТАНОВОК ВОЗДУШНОЙ
ПЛАЗМЕННОЙ РЕЗКИ МЕТАЛЛОВ ПЛАЗМОТРОНОМ С МЕДНЫМ ЭЛЕКТРОДОМ
И ИХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

  1. Блок-схема установки для плазменной резки . . . 150

  2. Установка для плазменной резки на базе источника электропитания с дросселями насыщения 153

  3. Установка для плазменной резки на базе компенсационного источника электропитания 162

  4. Исследование технологических режимов резки металлов 175

Выводы 186

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 188

ЛИТЕРАТУРА 191

ПРИЛОЖЕНИЯ 204

Введение к работе:

В решениях ХХУІ съезда КПСС предусмотрено увеличить к 1985г. выпуск продукции машиностроения и металлообработки в целом по стране в 1,4 раза [і], а в Молдавской ССР - в 1,5 раза [2]. Намечено создать и внедрить в производство новое высокоэкономичное оборудование высокой производительности для осуществления таких эффективных методов, каким является плазменная резка. Предусмотрено также повысить технический уровень и качество продукции машиностроения и значительно поднять экономичность и производительность выпускаемой техники, ее надежность и долговечность.

Выполнение поставленных задач намечается осуществить за счет использования высокопроизводительных технологических процессов, повышения эффективности и качества работы. В этом значительная роль отводится заготовительной базе машиностроения,и, в частности, процессу плазменной резки металлов.

Плазменно-дуговая разделительная резка металлов характеризуется более высокой производительностью по сравнению с другими способами механической и тепловой резки как труднообрабатываемых металлов, так и обычных конструкционных сталей.

Первые конструкции плазмотронов для резки металлов были созданы во второй половине 50-х годов некоторыми зарубежными фирмами и отечественными научно-исследовательскими институтами: ВНИИЭСО, ИЭС им.Ё.О.Патона, ВНИИАвтогенмадґ,Институт металлургии им.А.Байко-ва, ЩИИТС и др. Широкое промышленное внедрение плазменной резки началось в 60-е годы [17]. Разработана большая гамма различных типов режущих плазмотронов [7б] . В настоящее время наиболее широко используются плазмотроны с гафшевыми или циркониевыми катодами [13,18,85,86,III,ИЗ,114,120) . Однако эти плазмотроны имеют огра-

5 ничения по числу включений (до 150...400) и по величине рабочего тока (до 400 А), что существенно ограничивает их производительность и область применения.

В начале 70-х годов группа сотрудников Кишиневского политехнического института им.С.Лазо и производственного объединения "Молдавгидромаш" разработала работоспособный плазмотрон с медным электродом [7б]. Работа медного электрода при использовании воздуха в качестве плазмообразующего газа не имеет ограничений по количеству пусков и дает возможность работать на токах 800 А и более, а следовательно, увеличить электрическую мощность и производительность плазмотрона. Проводимые под руководством доцента Ю.Я.Киселева исследования[50...77, 101,102] позволили оптимизировать геометрию дуговой камеры, улучшить конструкцию плазмотрона и существенно повысить его ресурс работы.

Попытка создания плазмотрона с медным электродом для резки металлов предпринималась ранее ЙЭС им.Е.О.Патона [114] , но работоспособного и надежного в эксплуатации режущего плазмотрона получить не удалось.

Продолжительный промышленный опыт эксплуатации режущего плазмотрона с медным электродом подтвердил его высокую технико--экономическую эффективность.

Однако широкое внедрение плазмотрона с медным электродом сдерживается из-за отсутствия соответствующих источников электропитания. Применение серийно выпускаемого оборудования для питания плазмотрона с медным электродом малоэффективно, поскольку в этом случае не обеспечивается достаточная стабильность процесса резки. При этом возникают большие броски тока при пуске, двойное дугообра-зование, перенапряжения и другие нежелательные явления, связанные, как правило, с электромагнитными процессами в системе электропитания.

Поэтому дальнейшее _со_вершенствование процесса воздушной плаз-

менной резки металлов плазмотроном с медным электродом требует детального исследования электромагнитных процессов в источниках электропитания известных схем и создания новых, обеспечивающих высокие энергетические и экономические показатели.

Данная работа посвящена исследованию электромагнитных процессов в системе электропитания плазмотрона с медным электродом для резки металлов, вопросам оптимизации параметров этой системы и промышленному внедрению установок. Основное внимание уделяется закономерностям изменения токов и напряжений на отдельных элементах, а также пульсаций выпрямленного тока. Приводятся результаты промышленной эксплуатации установок плазменной резки и плазмотрона с медным электродом.

По результатам исследований, изложенным в работе, опубликовано 14 статей, монография и получено авторское свидетельство.

На защиту выносятся:

  1. Результаты исследования электрических характеристик плазмотрона с медным электродом для резки металлов.

  2. Математические модэли источников электропитания и алгоритм расчета электромагнитных процессов.

  3. Закономерности изменения токов и напряжений в системе электропитания плазмотронов в установившихся и переходных режимах.

  4. Закономерности процесса плазменной резки металлов.

  5. Устройство для улучшения внешних вольт-амперных характеристик источника электропитания с дросселями насыщения.

  6. Источник электропитания с конденсаторами применительно к установке плазменной резки плазмотроном с медным электродом.

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научном семинаре ВНЙИЭСО, научно-технических конференциях КПИ им.С.Лазо, республиканских конференциях "Прогрессивные методы и средства в сварочном производстве" (1983г.) и "Достижения науки и практики в сварочном производстве" (1973,

1976, 1979г.г.), на всесоюзном научно-техническом совещании по внедрению прогрессивных методов сборки и сварки аппаратуры в химическом и нефтяном машиностроении в г.Свердловске (1977г.), на всесоюзном семинаре "Специализированные источники питания плазмотронов постоянного и переменного тока" в Киеве (1975г.), на УШ Всесоюзной конференции по генераторам низкотемпературной плазмы в г.Новосибирске в 1980г.

Подобные работы
Урбах Андрей Эрихович
Разработка и исследование электродуговых плазмотронов с длительным ресурсом работы для электротехнологий плазменного воспламенения угля, резки и сварки металлов
Шимко Михаил Борисович
Исследование процессов теплообмена и разработка рекомендаций по его совершенствованию в одно-, четырехэлектродных дуговых сталеплавильных печах постоянного тока
Салимов Ильдар Ибрагимович
Исследование процесса термообработки диэлектрических материалов в СВЧ установках с распределенным возбуждением электромагнитного поля
Розанов Сергей Владимирович
Исследование процессов массо- и теплопереноса в различных средах под воздействием микроволнового излучения и разработка энергосберегающих микроволновых технологий и установок промышленного применения
Мазанов Константин Владимирович
Исследование процессов ультразвукового электроплазменного напыления биоактивных титан-гидроксиапатитовых покрытий и их модельной резорбции в изотоническом растворе
Трофимов Дмитрий Викторович
Разработка и исследование процесса плазменного напыления однородных металлических покрытий с формированием потока частиц ультразвуковым распылением пруткового материала
Ивашин Андрей Дмитриевич
Разработка системы управления процессом нанесения покрытий в электронно-лучевой установке
Хацевская Татьяна Владимировна
Электротепловые процессы в плазменно-напыленных нагревательных системах и разработка технических требований к их конструкциям
Колесников Евгений Владимирович
Создание системы технико-экономических расчетов и средств для обеспечения максимальной эффективности электротехнологических процессов и установок
Чиеу Куанг Фи
Исследование эффективности технологии узкоструйной плазменной резки металлов

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net