CC BY
79
УДК.621.7/9.044.4
1МПУЛЬСНЕ ДЖЕРЕЛО ЖИВЛЕННЯ ЕЛЕКТРОГ1ДРАВЛ1ЧНО1
УСТАНОВКИ
Антонець 1.О., Антонець О.М., Глушенко В.М.
Розглянута специфта розробки та проектування Iмпульсних джерел живлення електрог1дравл1чних технолог1чних пристрою. Запропонована схема Iмпульсного тири-сторного джерела з р1знополярним живленням Iмпульсного трансформатора та шту-чною формуючою лШею
Вступ. Постановка задачi
Основною частиною технолопчних пристро1в, робота яких базуеться на використанш електрогiдравлiчного ефекту е джерело iмпульсноl напру-ги, за рахунок яко! вш виникае. Суть цього ефекту полягае у створенш пiд час електричного розряду всерединi об'ему, заповненого робочою рь диною, надвисоких гiдравлiчних тискiв, здатних виконати корисну меха-нiчну роботу. Електрогiдравлiчний ефект супроводжуеться комплексом фь зичних та хiмiчних явищ, що обумовлюе його широке використання в рiз-них галузях, в тому числi для очищення побутових та промислових стiчних вод [1, 2]. При цьому ефектившсть вше! установки безпосередньо залежить вщ ефективностi електричного розряду, а в кшцевому рахунку, вiд вщпо-вщних параметрiв джерела напруги, яке використовуеться для його реаль зацй. Таким чином, задача зводиться до розробки такого джерела напруги, яке б дозволяло одержати при високому коефщенп корисно! дй параметри електричного розряду максимальш з точки зору досяжност електропдрав-лiчного ефекту для конкретного застосування. Звичайно для вказаних щ-лей мае бути використано джерело iмпульсноl напруги. Нами проведет дослщження та запропонована схема джерела iмпульсноl напруги, яке до-зволяе досягти максимального ефекту при застосуванш електрогiдравлiч-ного ефекту для очищення рщини.
Експериментальнi дослiдження процесу формування
розрядного iмпульсу
Робота традицшно! схеми джерела iмпульсноl напруги для вищезгада-ного застосування (рис. 1), як правило, базуеться на використанш розряду попередньо зарядженого до робочо! напруги конденсатора вщ порiвняно малопотужного випрямляча.
Проведет дослщження показали, що, з точки зору ефективност отри-мання електричного розряду, головним недолжом тако! схеми е нерiвномi-рнiсть напруги и, прикладено! до розрядного промiжка ? (див. рис. 2), внаслщок чого неможливо досягти оптимального сшввщношення мiж
струмом 1 напругою.
Л]
Рис. 1. Джерело 1мпульсно! напруги для створення електропдравл1чного ефекту, з метою знезараження рщини.
Рис. 2. Залежшсть напруги и вщ довжини розрядного пром1жка
Експериментальш дослщження представлено! на рис. 1 схеми показали, що 1мпульс струму виникае з певним зашзненням вщносно передньо-го фронту 1мпульсу напруги. Це дозволило сформулювати основний принцип, який мае бути реашзований при проектуванш 1мпульсного джерела напруги для створення ефективного електричного розряду: форма 1мпуль-су напруги, що подаеться на розрядш електроди повинна наближатись до прямокутно! (рис 3.), а спад напруги повинен починатися тшьки шсля початку р1зкого наростання струму розряду.
Досвщ, накопичений при розробщ пристро!в формування потужних 1мпульЫв напруги для радюлокацшно! техшки [3], свщчить, що найдощ-льшшим способом одержання 1мпульс1в потр1бно! форми для електро-
и
10 о,я
О,в О,* О. г
Г~ л г- зг~ г
и„1 И
Рис. 3. Стввщношення iмпульсiв напруги на розрядних електродах
i струму розряду
гiдравлiчних пристро1в е використання розряду штучно! "довгоГ лши з ЬС елеменпв (рис. 4) на первинну обмотку ¿мпульсного трансформатора.
I
X
Рис. 4. Штучна "довга" л1шя з ЬС елеменпв (п=5).
2а ^
0.8 0,6 ои
/ > \
/ \
\
\
\
0,2 0,4- 0,6 0,8 /,О ¿д О
0,2 ОЛ 0,6 0,3 1,0 л — 5
Рис. 5. 1мпульси напруги на навантаженш для лiнiй з рiзною кшьюсттю ЬС елементiв
При цьому штучна "довга" лшя поеднуе в собi функцп як накопичен-ня енерги, так i ,власне, формувача iмпульсу необхщно! форми.
На рис. 5 зображеш форми iмпульсiв напруги на навантаженнi для ль нiй з рiзною кшьюсттю п елементiв ЬС (п=2, 3, 4, 5). На думку авторiв для електрогiдравлiчних пристро!в ця кшьюсть не повинна перевищувати 4.
Схема оптимального джерела напруги
Електрична схема установки, розраховано! на живлення вщ трифазно! мережi змiнного струму зi штучною лiнiею наведена на рис. 6.
Рис. 6. Електрична схема оптимального джерела напруги
Випрямляч, реашзований на дюдах У01 - У06 та силовому трансфо-рматорi Тр.1 за схемою Ларiонова заряджае триланкову штучну лiнiю, ю-нець яко! пiд,еднаний до середньо! точки первинно! обмотки iмпульсного трансформатора, до напруги 2400 В. Кшщ первинно! обмотки шд'еднаш до анодiв високовольтних потужних тиристорiв У07 - У08. Така схема увь мкнення iмпульсного трансформатора на вщмшу вiд звичайно! забезпечуе вюутшсть постiйного пiдмагнiчування осердя, що дозволяе суттево змен-шити його масогабаритш характеристики, а отже i вартiсть.
При вiдкриваннi одного з тиристорiв до половини первинно! обмотки iмпульсного трансформатора впродовж часу, що дорiвнюе тривалостi пов-ного розряду штучно! лши, прикладена напруга 1200 В., яка трансформу -еться на вториннш обмотцi до 12000 В. Ще! напруги достатньо для пробою робочого мiжелектродного зазору в технолопчнш емностi. Пiсля закшчен-ня розряду тиристор закриваеться на час, достатнш для заряду штучно! ль нп, пiсля чого генератор керуючих iмпульсiв ввiмкне iнший тиристор, на
вториннш обмотщ виникне iмпульс шшо! полярностi, але це не впливае на роботу електроriдравлiчноl установки, оскшьки система розрядних елект-родiв симетрична.
Висновки
Детальний аналiз напруги на розрядних електродах i струму розряду дозволив сформулювати основнi принципи формування вщповщних iмпу-льсiв. На пiдставi цих принципiв запропонована схема iмпульсного джере-ла живлення електроriдравлiчноl установки з штучною лiнiею та рiзнопо-лярним живленням iмпульсного трансформатор, яка е оптимальною за ефектившстю формування електричного розряду.
Л1тература
1. Л. А. Юткин, Л.И. Гольцова Устройство для очистки и обеззараживания жидко-
стей, преимущественно питьевых и сточных вод. А.с. 225799 (СССР), Опубл.
Б.И. 1983 № 18.
2. Л.А. Юткин. Электрогидравлический еффект и его применение в промышлен-
ности. Л. Машиностроение, 1986.
3. А.Б. Иванов, Л.Н. Сосновкин Импульсные передатчики СВЧ М. Сов.Радио.
1956.
Антонец И.А.,Антонец А.Н., Глушенко В.Н. Импульсный источник питання электрогидравлической установки
Рассмотрена специфика разработки и проектирования импульсных источников питания электрогидравлических технологических устройств. Предложена схема импульсного тиристорного источника с разнополя-рным питанием импульсного трансформатора и искуственной формирующей линией.
Antonets I.A.,Antonets A.N., Hlushenko V.N. Pulse Power Supples for Electrohydraulic Technological Devices
The specifity of development and design of pulse power suplies for electrohydraulic technological devices is considered. The pulse thyristor power supply circuit with bipolar supply of pulse transformer and artifical forming line is proposed.
Надшшла до редакцп 10 жовтня 2006року
