Блоки питания генераторов озона, используемых в сельскохозяйственном производстве
Увеличение спроса на устройства генерирующие озон в аграрном секторе. Эффективность использования озоновоздушной смеси в различных областях сельскохозяйственного производства. Блоки питания генераторов озона, используемых в аграрном производстве.
Рубрика | Сельское, лесное хозяйство и землепользование |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 30.07.2017 |
Размер файла | 336,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http: //www. allbest. ru/
Блоки питания генераторов озона, используемых в сельскохозяйственном производстве
Шевченко Андрей Андреевич, к.т.н., доцент
Ефимкин Ярослав Сергеевич, студент
Аннотация
Многочисленные исследования, подтверждающие эффективность использования озоновоздушной смеси в различных областях сельскохозяйственного производства приводят к увеличению спроса на устройства генерирующие озон. С увеличением спроса возрастают и требования, предъявляемые к данным устройствам. Требования, предъявляемые заказчиками можно объединить в следующий ряд: мобильность, простота эксплуатации, способность плавного регулирования производительности. Решение поставленных задач является важной научно-технической задачей. В данной статье описываются возможные варианты блоков питания генераторов озона, и предлагается схема блока питания с возможностью регулировать: частоту, скважность и амплитуду сигнала поступающего на разрядный промежуток озонатора. Использование данной схемы позволит снизить массогабаритные показатели озонатора, тем самым повысив его мобильность, помимо этого появится возможность с достаточно высокой точностью регулировать его производительность и повысить коэффициент полезного действия. При необходимости с помощью предлагаемой схемы можно ввести генератор озона в режим электрического резонанса, что позволит получить максимальную производительность озонатора. Таким образом, озонатор, оснащенный предлагаемой схемой питания, можно будет использовать в различных технологических процессах одного и того же предприятия
Ключевые слова: генератор озона, блок питания, плавная регулировка производительности
генератор озон сельскохозяйственный аграрный
Annotation
Power supply units of ozone generators used in agricultural manufacturing
Numerous studies confirming the effectiveness of the use of the ozone-air mixture in various fields of agricultural production lead to an increase in demand for devices that generate ozone. With the increase in demand, the requirements for these devices also increase. Requirements from customers can be combined in the following series: mobility, ease of operation, ability to smoothly control performance. The solution of these tasks is an important scientific and technical task. This article describes possible options for power supplies for ozone generators, and offers a power supply circuit with the ability to adjust the frequency, the duty cycle and the amplitude of the signal arriving at the discharge gap of the ozonizer. Using this scheme will reduce the mass-size indicators of the ozonizer, thereby increasing its mobility, in addition, it will be possible to accurately regulate its performance and improve efficiency. If necessary, with the help of the proposed scheme, it is possible to introduce the ozone generator into the electric resonance mode, which will allow obtaining the maximum productivity of the ozonator. Thus, the ozonizer, equipped with the proposed power scheme, can be used in various technological processes of the same enterprise
Keywords: ozone generator, power supply, smooth performance
В настоящее время значительно увеличилось количество технологических процессов, в которых применяются электроозонаторы. В большинстве случаев использование озонаторов связано с дезинфекционными мероприятиями. Так озон используется для очистки питьевой воды, для дезинфекции сточных вод, для стерилизации производственного оборудования и т.д. [1, 5] Непосредственно в сельскохозяйственном производстве озоновоздушную смесь применяют для стимуляции ростовых процессов семенного материала, для очистки зерна от вредителей и вредоносных микроорганизмов [2]. Но применение электроозонаторов в производственных целях осложняется тем, что каждый технологический процесс обусловлен индивидуальными технологическими параметрами. То есть каждая технология требует соблюдения определенных концентраций озона в подаваемой смеси. Поэтому применять одно и то же устройство для разных целей невозможно, потому что известные электроозонаторы выпускаются с определенными характеристиками (производительность по озону, концентрация озона на выходе, скорость воздушного потока) изменить которые в процессе эксплуатации не представляется возможным [4].
Таким образом, создание универсального электроозонатора с возможностью регулирования выходных параметров остается актуальной научно-технической задачей. В связи с этим рассмотрим возможные варианты регулирования производительности озонатора.
Регулировать производительность пластинчатого электроозонатора, можно корректируя площадь разрядного промежутка, изменяя количество подключенных пластин. Данный способ является наиболее простым и малозатратным, но использование данного способа регулирования, при длительной работе озонатора, приводит к перегреву газоразрядного блока и как следствие к его разрушению [1]. Поэтому применять данный способ регулирования можно при непродолжительных режимах работы, что не всегда соответствует технологическим требованиям. Помимо этого необходимо отметить, что при данном способе регулирования производительность будет изменяться ступенчато, то есть получаемые в этом случае концентрации не всегда будут соответствовать задаваемым технологическим параметрам.
Плавного регулирования выходных параметров электроозонатора можно добиться, изменяя параметры или конструкцию блока питания. Конструкция блока питания зависит от рода тока. Так при использовании синусоидального напряжения для питания генератора озона необходимо устанавливать повышающий трансформатор, например ТГ-1020К [2]. В этом случае генератор озона будет работать при одном уровне напряжения 10 кВ, что также не позволит производить регулирование выходных параметров, но если перед трансформатором установить ЛАТР то диапазон питающего напряжения составит 7-10 кВ, что в свою очередь позволит плавно изменять производительность электроозонатора. Но необходимо отметить, что эффективность применения трансформаторной схемы питания генератора озона на основе трансформатора ТГ-1020К, ограничивается уровнем выходного тока, который в номинальном режиме составляет 0,02 А, таким образом максимальная мощность генератора озона составит 200 ВА [6], что ограничивает его область применения. При использовании более мощных трансформаторов, например НОЛ.08-10, принцип регулирования остается прежним, но максимальная мощность озонатора возрастает до 630 ВА, что более приемлемо для применения в сельскохозяйственной сфере.
Описанные выше схемы не находят широкого применения у сельхозтоваропроизводителей, так как обладают низкой мобильностью и высокой стоимостью. Для увеличения мобильности генераторов озона в качестве источника питания используют импульсные блоки питания, основой которых является симисторный регулятор, работающий в паре с импульсным трансформатором. Один из примеров такой схемы приведен на рисунке 1.
Рисунок 1 Генератор озона с импульсным блоком питания где 1 - симисторный регулятор; 2 - блок конденсаторов; 3 - импульсный трансформатор; 4 - схема замещения разрядного блока
Принцип действия приведенной схемы состоит в следующем: при прохождении питающего сигнала, через симисторный регулятор 1 мы получаем пилообразные импульсы, форма которых представленные на рисунке 2.
Преобразованный сигнал поступает на батарею конденсаторов 2, при прохождении, через которые сигнал преобразуется, и на выходе конденсатора мы имеем форму сигнала, показанную на рисунке 3.
После чего сигнал поступает на импульсный трансформатор 3, где усиливается до напряжений 7-10 кВ, и поступает на генерирующий блок озонатора 4. Форма тока протекающего через генерирующий блок соответствует форме падения напряжения на активном сопротивлении, включенном последовательно с генерирующим блоком. Форма падения напряжения на активном сопротивлении показана на рисунке 4.
Проанализировав приведенную временную диаграмму (рисунок 4) можно сказать, что импульсы, возникающие каждые 10 мс (частота 100 Гц), соответствуют времени зажигания стримеров в газоразрядном промежутке, следовательно, схема позволяет управлять процессом производства озоновоздушной смеси.
Рисунок 2 Форма сигнала после симисторного регулятора
Рисунок 3 Форма сигнала после конденсаторов
Рисунок 4 Форма сигнала на зажимах разрядного блока
Таким образом, представленная схема позволяет снизить массогабаритные показатели блока питания как минимум в 2 раза, увеличить надежность работы блока питания генератора озона на 30%, и установить регулировку производительности от 40 до 80 % от номинальной.
Но необходимо отметить, что описанная выше схема не позволяет использовать весь ресурс мощности озонатора, а, следовательно, необходимо создать схему питания разрядным блоком с большим количеством регулируемых параметров. Поставленную задачу можно решить, если источник импульсного питания позволит одновременно регулировать частоту, скважность и амплитуду сигнала в большом диапазоне, что в свою очередь позволит добиваться более полного использования мощностей импульсного трансформатора. При определенных частотах генератор озона входит в режим электрического резонанса, что позволяет повысить производительность и КПД устройства. На основании вышесказанного нами разработана схема источника питания удовлетворяющая предъявленным требованиям. Описание работы разработанной схемы источника питания электроозонатора, прежде всего, следует начать с пояснения работы микросхемы КР1006ВИ1. Её структурная схема представлена на рисунке 5.
Рисунок 5 Структурная схема таймера КР1006ВИ1 где R1=R2=R3=5 кОм; D1, D2 - компараторы; Т - триггер
Таймер содержит два основных входа: вход запуска (вывод 2) и вход срабатывания (вывод 6). На этих входах производится сравнение внешних напряжений с опорными значениями, составляющими для указанных выводов соответственно и .
Для создания автоколебательного генератора эти выводы соединяются между собой. Если на входе UЗАП (2) действует напряжение меньше , это приводит к установке таймера в состояние, когда на выходе (3) имеется напряжение высокого уровня. При этом последующее повышение напряжения на входе 2 до значения и выше не меняет состояния таймера. Когда на входе UС (6) напряжение превышает , срабатывает компаратор и сбрасывает триггер, а на выходе устанавливается напряжение низкого уровня, которое сохраняется при любых последующих изменениях напряжения на входе 6.
Транзистор VT служит для разрядки времязадающего конденсатора. При установлении на выходе 3 напряжения высокого уровня он открывается и соединяет конденсатор с общим выводом. Когда напряжение на времязадающем конденсаторе станет меньше , транзистор закроется, и цикл работы генератора повторится.
С триггера выходной сигнал усиливается комплементарной парой транзисторов, что позволяет получить выходной ток до 100 мА.
Далее, сформированные автоколебательным генератором, импульсы прямоугольной формы через резистор R4 попадают в базу транзистора VT1. В данном транзисторе происходит усиление сигнала по току для того, чтобы ввести транзистор VT2 в режим насыщения.
При высоком уровне напряжения управляющего сигнала транзистор VT2 открывается и замыкает на общий провод катушку зажигания, которая другим выводом подключена к источнику постоянного напряжения +30 В. В этот момент через автомобильную катушку зажигания начинает течь ток и накапливаться энергия индуктивности. После отсечки транзистора и размыкания цепи питания катушки, благодаря энергии, запасённой в ней, за счёт ЭДС самоиндукции происходит резкий всплеск амплитуды ЭДС, что вызывает барьерный разряд в разрядном устройстве генератора озона. Резистором R5 осуществляется регулирование скважности за счёт изменения постоянной времени заряда времязадающей цепи и, как следствие, частоты работы источника питания, что соответственно влечёт за собой регулирование производительности генератора озона.
Принципиальная схема разработанного блока питания представлена на рисунке 6 [3, 6].
Рисунок 6 Принципиальная электрическая схема источника питания электроозонатора где Т - трансформатор ТА196-127/220; DA1 - таймер КР1006ВИ1; DA2 - стабилизатор напряжения КР142ЕН5А; VT1 - транзистор КТ972А; VT2 - транзистор КТ839А; C1 - конденсатор К73-17 68нФ; C2 - конденсатор К73-17 10нФ; C3 - конденсатор К50-16 4400х50В; С4 - конденсатор К50-16 2000х16В; C5 - конденсатор К50-16 100х16В; R1 - резистор МЛТ0,125 22кОм; R2 - резистор МЛТ0,125 5,1кОм; R3 - резистор 2LT5W 4.3 Ом; R4 - резистор МЛТ0,125 2,4кОм; R5 - резистор СП4-1 0,5Вт 68кОм; R6 - резистор МЛТ0,125 1кОм; VD1 - диод КД226А; VD2 - мостовой выпрямитель RS 607; VD3 - мостовой выпрямитель KBP 210; FU1 - предохранитель 5А; FU2 - предохранитель 1А; L - катушка зажигания БК117А
Представленная схема позволяет в полном объеме использовать ресурсы генератора озона, а также производить плавную регулировку электрической мощности подаваемой на зажимы разрядного устройства, что в свою очередь обеспечивает плавное изменение производительности генератора озона. Использование данной схемы позволит применять генератор озона в технологических процессах имеющих различные требования к количеству подаваемой озоновоздушной смеси.
Литература
1. Григораш О.В. Установка для предпосевной обработки семян / О.В. Григораш, А.Е. Усков, С.Н. Бегдай, П.М. Харченко, И.А. Потапенко, Ю.М. Пертенко / патент на изобретение RUS 2457653 от 20.10.2010.
2. Нормов Д.А. Схема питания электроозонатора /Д.А. Нормов, А.А. Шевченко, А.В. Квитко // Труды Кубанского государственного аграрного университета. - Краснодар: КубГАУ, 2008. - №14. - С. 192-194.
3. Нормов Д.А. Генератор озона / Д.А. Нормов, А.А. Шевченко, А.В. Квитко, Е.А. Попов, Е.А. Федоренко / патент на изобретение RUS 2331577 от 28.02.2007.
4. Потапенко И.А. Устройство для предпосевной обработки семян / И.А. Потапенко, А.В. Богдан, Р.А. Амерханов, И.Г. Стрижков, Е.А. Ададуров, П.М. Харченко, А.В. Винников, К.А. Гарькавый, А.И. Чернышев / патент на изобретение RUS 2290775 от 25.07.2005.
5. Потапенко И.А. Устройство для обеззараживания навозных стоков / И.А. Потапенко, М.В. Лепетухин, К.В. Перекопский, К.А. Гаркавый, П.М. Харченко / патент на изобретение RUS 2332827 от 20.02.2007
6. Шевченко А.А. Параметры электроозонирования для предпосевной обработки семян кукурузы /Шевченко А.А./ диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. - Краснодар: КубГАУ, 2005. - 137 с.
References
1. Grigorash O.V. Ustanovka dlja predposevnoj obrabotki semjan / O.V. Grigorash, A.E. Uskov, S.N. Begdaj, P.M. Harchenko, I.A. Potapenko, Ju.M. Pertenko / patent na izobretenie RUS 2457653 ot 20.10.2010.
2. Normov D.A. Shema pitanija jelektroozonatora /D.A. Normov, A.A. Shevchenko, A.V. Kvitko // Trudy Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - Krasnodar: KubGAU, 2008. - №14. - S. 192-194.
3. Normov D.A. Generator ozona / D.A. Normov, A.A. Shevchenko, A.V. Kvitko, E.A. Popov, E.A. Fedorenko / patent na izobretenie RUS 2331577 ot 28.02.2007.
4. Potapenko I.A. Ustrojstvo dlja predposevnoj obrabotki semjan / I.A. Potapenko, A.V. Bogdan, R.A. Amerhanov, I.G. Strizhkov, E.A. Adadurov, P.M. Harchenko, A.V. Vinnikov, K.A. Gar'kavyj, A.I. Chernyshev / patent na izobretenie RUS 2290775 ot 25.07.2005.
5. Potapenko I.A. Ustrojstvo dlja obezzarazhivanija navoznyh stokov / I.A. Potapenko, M.V. Lepetuhin, K.V. Perekopskij, K.A. Garkavyj, P.M. Harchenko / patent na izobretenie RUS 2332827 ot 20.02.2007
6. Shevchenko A.A. Parametry jelektroozonirovanija dlja predposevnoj obrabotki semjan kukuruzy /Shevchenko A.A./ dissertacija na soiskanie uchenoj stepeni kandidata tehnicheskih nauk. - Krasnodar: KubGAU, 2005. - 137 s.
Размещено на Аllbеst.ru
...Подобные документы
Особенности предпринимательства в аграрном секторе экономики в разных странах мира. История предпринимательства в Узбекистане. Государственная поддержка агропромышленного комплекса. Проблемы и достижения сельского хозяйства Узбекистана.
курсовая работа [88,5 K], добавлен 18.05.2003Исследование особенностей формирования рынка труда в аграрном секторе Украины, проблем дисбаланса рынка, его трудовой избыточной конъюнктуры. Количество сельскохозяйственных производителей. Предложение мероприятий по оптимизации аграрного рынка труда.
контрольная работа [32,9 K], добавлен 11.01.2011Исследование домашних хозяйств как экономических субъектов, виды их деятельности. Индивидуально-семейные хозяйства в аграрном секторе Республики Башкортостан, перспективы их развития. Мотивация ведения подсобного сельскохозяйственного производства.
реферат [41,4 K], добавлен 11.12.2009Определение экономической эффективности сельскохозяйственного производства. Учет продукции сельского хозяйства для исчисления производительности труда в производстве отдельных ее видов. Оценка эффективности химизации производства зерна, пути ее повышения.
контрольная работа [15,6 K], добавлен 19.06.2013Организационно-экономическая характеристика ЗАО "Знаменское". Сущность и задачи интенсивной технологии возделывания зерновых культур, оценка эффективности ее внедрения. Планирование производства зерна в условиях рыночных отношений в аграрном секторе.
курсовая работа [36,3 K], добавлен 02.12.2013Земля как главное средство производства в аграрном производстве. Требования, предъявляемые к экономически эффективной структуре посевных площадей. Организационно-экономическая характеристика ООО "Алексеевское". Трансформация сельскохозяйственных угодий.
курсовая работа [59,9 K], добавлен 09.02.2013Характеристика реформирования национальной экономики и социально-экономических отношений украинского общества. Определение жизненного потенциала сельского населения Украины за 1979-2008 годы. Описания экономической трансформации в аграрном производстве.
контрольная работа [526,9 K], добавлен 02.05.2011Современное состояние эколого-экономических проблем в сельскохозяйственном производстве. Образование и размещение отходов. Экологическая проблема, вызванная применением ядохимикатов и загрязнение окружающей среды. Оценка эколого-экономического ущерба.
реферат [100,0 K], добавлен 24.04.2009Амортизация: сущность, значение в эффективности использования основных средств, способы начисления. Анализ агропромышленного комплекса РБ. Проблемы в области формирования амортизационного фонда в сельскохозяйственной отрасли и пути его совершенствования.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 20.01.2016Сущность, значение, показатели и факторы интенсификации сельскохозяйственного производства. Пути повышения уровня и экономической эффективности производства зерна. Увеличение урожайности культур за счет интенсификации сельскохозяйственной отрасли.
курсовая работа [34,1 K], добавлен 01.12.2014Степень земледельческого использования почв в сельском хозяйстве. Понятие и классификация систем земледелия. Зависимость землепользования от характера почвенного покрова. Организация территории с целью увеличения производства продукции растениеводства.
реферат [26,8 K], добавлен 08.11.2011Исследование научных основ организации рационального использования земли и обеспечения устойчивости сельскохозяйственного производства. Биоклиматический потенциал земельного фонда сельскохозяйственного предприятия, возможная урожайность культур.
дипломная работа [195,9 K], добавлен 10.09.2012Сельскохозяйственное производство как особая сфера приложения труда и капитала. Земельная рента как экономическая категория. Развитие агропромышленного комплекса (АПК) или агробизнеса. Особенности перехода к рыночным отношениям в аграрном секторе Украины.
реферат [41,6 K], добавлен 21.02.2010Теоретические аспекты лизинговых отношений и рычагов его регулирования. Основные пути снижения дебиторской задолженности. Пути повышения процесса оказания услуг по ремонту и техническому обслуживанию сельскохозяйственной техники, сдаваемой в лизинг.
доклад [242,1 K], добавлен 07.11.2011Сущность и факторы эффективности сельскохозяйственного производства. Животноводство как отрасль сельского хозяйства. Природно-экономические условия, финансовые результаты деятельности сельскохозяйственного предприятия, окупаемость его производства.
курсовая работа [52,0 K], добавлен 18.01.2012Основные показатели финансово-хозяйственной деятельности ФГУП учхоз "Пригородное" АГАУ. Технология производства, состав и классификация мороженого. Сравнительная эффективность производства мороженого с применением сахара-песка и инвертного сиропа.
дипломная работа [89,7 K], добавлен 28.07.2013Обеспеченность сельскохозяйственного предприятия производственными ресурсами. Характеристика состояния отрасли садоводства. Экономическая эффективность производства плодов. Оптимизация режимов органо-минерального питания сельскохозяйственных культур.
курсовая работа [99,6 K], добавлен 10.07.2011Возможности развития безотходных и малоотходных технологий, применяемых в агропромышленном комплексе. Фермерское хозяйство с замкнутым циклом экологически безопасного производства. Комплексное сельскохозяйственное производство в искусственной экосистеме.
реферат [725,3 K], добавлен 01.12.2011Посевные пощади, урожайность и валовой сбор сельскохозяйственных культур. Поголовье животных по их продуктивность и валовой выход продукции. Эффективность использования земельных ресурсов. Экономическая эффективность использования производственных фондов.
отчет по практике [47,9 K], добавлен 19.04.2013Природно-климатические условия и обеспеченность ресурсами СХПК "Родина-С". Динамика посевных площадей, урожайности и валовых сборов зерновых культур. Товарность и эффективность производства зерна. Направления повышения экономического плодородия земель.
курсовая работа [71,6 K], добавлен 20.01.2011