Конденсаторная схема электропитания электромагнитного импульсного формовочного устройства с соленоидным индуктором
Устройство и расчет перспективной конденсаторной схемы электропитания электромагнитных импульсных формовочных устройств с рекуперацией энергии магнитного поля индуктора. Получение более мощных кратковременных импульсов тока в метательном соленоиде.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 01.07.2018 |
| Размер файла | 71,2 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/
Донецкий национальный технический университет
Конденсаторная схема электропитания электромагнитного импульсного формовочного устройства с соленоидным индуктором
студент Терещенко А.А.
к.г.н., доц Никорюк Н.С.
к.т.н., проф. Эсауленко В.А.
Электромагнитные устройства с метательным соленоидом используются в металлургии, машиностроении, литейном производстве для ввода ферромагнитных дисперсных материалов в струю жидкого металла, для обработки литья, сварных изделий и проката ферромагнитным абразивом, для намагничивания, разгона и уплотнения специального формовочного материала в технологических линиях магнитной формовки, при намагничивании водной суспензии ферритов и в ряде других случаев [1,2].
В настоящей работе рассмотрены устройство и расчет перспективной конденсаторной схемы электропитания электромагнитных импульсных формовочных устройств с рекуперацией энергии магнитного поля индуктора. Предложенная схема по сравнению со схемой питания соленоида непосредственно от источника постоянного тока позволяет получать более мощные кратковременные импульсы тока в метательном соленоиде и, следовательно, более высокие скорости вылета порций сыпучего ферромагнитного материала [2].
Конденсаторная схема электропитания рис.1 содержит диоды 1-6 трехфазного выпрямительного моста, силовые тиристоры 7 и 8 включения и тиристор 10 отключения метательного соленоида 9, батарею импульсных конденсаторов 11, диоды рекуперации энергии магнитного поля 12 и 13, токоограничивающий дроссель 14 в цепи источника, коммутирующий конденсатор 15, диод 16 и дроссель 17 цепи коммутации силовых тиристоров и схему управления 18.
конденсаторный электропитание импульсный формовочный
Размещено на http://www.allbest.ru/
Схема состоит из 5 реактивных элементов и содержит множество нелинейных резистивных элементов в виде тиристоров и диодов, что затрудняет задачу получения точного математического выражения для импульса тока метательного соленоида.
При решении упрощенного варианта этой задачи положим, что все реактивные элементы схемы линейные, тиристоры и диоды идеальные, и применим метод кусочно-линейной аппроксимации с численным решением полученной системы дифференциальных уравнений и использованием стандартных программ математической системы MathCAD.
В рассмотренной схеме электропитания можно выделить 6 различных последовательных состояний, которые принимает схема при формировании импульса питающего тока метательного соленоида.
Расчетные осциллограммы рис.2 получены для лабораторной установки электромагнитного импульсного формовочного устройства с конденсаторной схемой электропитания, имеющей следующие параметры: В (напряжение трехфазного источника - 380 В), R1 =2 Ом, L1 =0.09 Гн, R2 =5 Ом, L2 =0.02 Гн, R0 =5 Ом, Lо =0.01 Гн, С=10000 мкФ, Со=200 мкФ. Сопоставление результатов расчета и эксперимента для рассмотренной схемы свидетельствует о хорошей их сходимости.
Характер осциллограмм зависит от длительности импульса питающего тока соленоида, то есть от времени , где = 0 - момент включения силовых тиристоров 7 и 8, а - момент включения коммутирующего тиристора 10.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Минимальная длительность импульса тока i1(t) равна времени переходного процесса в цепи коммутирующего конденсатора, а её максимальная величина определяется временем достижения максимума тока соленоида или другими технологическими требованиями.
При увеличении длительности импульса минимальное напряжение батареи конденсаторов uc.min и конечное напряжение на коммутирующем конденсаторе uco3 уменьшаются, в то время как напряжение на коммутирующем конденсаторе при его первоначальном заряде uco1 незначительно возрастает.
Выводы
1. Конденсаторная схема электропитания метательного соленоида электромагнитного формовочного устройства позволяет формировать порционный вылет сгустков ферромагнитного материала с большой скоростью. По сравнению со схемой питания соленоида непосредственно от источника постоянного тока она позволяет получать мощные кратковременные импульсы тока с большой крутизной его нарастания и спада и рекуперацией энергии магнитного поля индуктора.
2. Разработанный метод расчета конденсаторной схемы электропитания соленоида позволяет рассчитать как форму импульса тока в соленоиде, так и уровень напряжений и токов в остальных элементах схемы.
3. Длительность импульса питающего тока соленоида определяет максимальные величины напряжений и токов в различных ветвях схемы электропитания и скорость вылета порций ферромагнитного материала. Для лабораторной установки оптимальная длительность импульса составляет 50-60 мс.
Литература
1. Эсауленко В.А. Устройства в технологических и транспортных системах с непосредственным воздействием электромагнитного поля на сыпучие ферромагнитные материалы. Сборник трудов ДонГТУ. Серия: Электротехника и энергетика, выпуск 4: Донецк: ДонГТУ, 1999. -с.118-122.
2. Эсауленко В.А., Черников В.Ю., Корощенко А.В. Разработка и исследование электромагнитного импульсного формовочного устройства с магнитнотвердым формовочным материалом. Сборник трудов ДонГТУ. Серия: Электротехника и энергетика, выпуск 4: Донецк: ДонГТУ, 1999. -с.249-252.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Общие сведения о системах электропитания с отделенной от нагрузки аккумуляторной батареей. Принципы построения электропитающих установок. Устройства стабилизации тока и напряжения в импульсных блоках питания. Узлы импульсного блока электропитания АТС.
дипломная работа [805,1 K], добавлен 26.08.2013Сведения об источниках электропитания. Структурные схемы стабилизированных источников электропитания. Неуправляемые выпрямительные устройства. Импульсные, нерегулируемые транзисторные преобразователи напряжения. Транзисторы силовой части преобразователя.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 27.04.2010Выбор структурной схемы системы электропитания, марки кабеля и расчет параметров кабельной сети. Определение минимального и максимального напряжения на входе ИСН. Расчет силового ключа, схемы управления, устройства питания. Источник опорного напряжения.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 24.06.2011Разработка схемы электропитания группы однофазных потребителей от цепи трехфазного тока. Выбор сечения проводов с проверкой по потере напряжения. Упрощённый расчет трехфазного трансформатора необходимой мощности. Схема включения измерительных приборов.
курсовая работа [211,0 K], добавлен 19.02.2013Методика расчета выпрямителя источников электропитания электронных устройств, его графическое представление. Определение напряжения и тока на выходе. Мультиплексоры и способы поиска сигналов для их настройки. Понятие и назначение в цепи триггера.
контрольная работа [989,7 K], добавлен 25.11.2009Характеристика аппаратуры связи. Требования к устройствам электропитания. Выбор системы электропитания дома связи по способу резервирования и эксплуатации электропитающего устройства. Расчёт его электрооборудования, нагрузки установки на внешние сети.
курсовая работа [60,5 K], добавлен 22.06.2011Источники вторичного электропитания как неотъемлемая часть любого электронного устройства. Рассмотрение полупроводниковых преобразователей, связывающих системы переменного и постоянного тока. Анализ принципов построения схем импульсных источников.
дипломная работа [973,7 K], добавлен 17.02.2013Экспериментальное получение электромагнитных волн. Плоская электромагнитная волна. Волновое уравнение для электромагнитного поля. Получение модуля вектора плотности потока энергии. Вычисление давления электромагнитных волн и уяснение его происхождения.
реферат [28,2 K], добавлен 08.04.2013Природа и характеристики магнитного поля. Магнитные свойства различных веществ и источники магнитного поля. Устройство электромагнитов, их классификация, применение и примеры использования. Соленоид и его применение. Расчет намагничивающего устройства.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 17.01.2011Физические процессы, происходящие в зоне плазменного фокуса. Описание устройства плазмофокусной установки на примере устройства КПФ-4 "Феникс". Разрядное устройство мейзеровского типа. Измерение импульсного тока: пояс Роговского с RC–интегратором.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 25.05.2015Описание схемы системы Г – Д, ее структура и основные элементы, назначение. Расчет электромагнитных процессов импульсного регулятора тока возбуждения генератора. Вычисление среднего значения тока для заданных значений скважности импульсов управления.
контрольная работа [339,6 K], добавлен 22.02.2011Основные параметры электромагнитного поля и механизмы его воздействия на человека. Методы измерения параметров электромагнитного поля. Индукция магнитного поля. Разработка технических требований к прибору. Датчик напряженности электромагнитного поля.
курсовая работа [780,2 K], добавлен 15.12.2011Знакомство с мощными высоковольтными транзисторами. Рассмотрение основных источников вторичного электропитания. Этапы разработки структурной схемы устройства управления силовым инвертором. Способы определения мощности вторичной обмотки трансформатора.
контрольная работа [666,5 K], добавлен 05.02.2014Принцип действия и методика компьютерного расчета маломощного трансформатора для электропитания. Вычисление нагрузочной составляющей тока в первичных обмотках и диаметров проводов. Определение геометрических параметров кольцевого ферритового стержня.
лабораторная работа [469,8 K], добавлен 10.03.2015Влияние параметров силовых элементов на габаритно-массовые и энергетические характеристики источников питания. Технология полупроводниковых приборов, оптимизация электромагнитных нагрузок и частоты преобразования в источниках вторичного электропитания.
курсовая работа [694,7 K], добавлен 27.02.2011Расчетная однолинейная схема электропитания и распределительной сети цеха. Параметры сети, защитных аппаратов, нулевого провода от КТП до наиболее удаленного мощного электродвигателя, расчетные и пиковые токи. Определение токов короткого замыкания.
контрольная работа [119,9 K], добавлен 15.10.2014Сущность магнетизма, поле прямого бесконечно длинного тока. Форма правильных окружностей, описываемых силовыми линиями электрического поля элемента тока. Структура латентного поля тока. Закон Био-Савара, получение "магнитного" поля из электрического.
реферат [2,2 M], добавлен 04.09.2013Понятие явления самоиндукции, влияние на ток при замыкании и размыкании цепи; индуктивность трансформатора. Взаимная индукция, размерность индуктивности, возникновение ЭДС. Индуктивность трансформатора. Расчет энергии магнитного поля в длинном соленоиде.
презентация [2,5 M], добавлен 14.03.2016Определение эквивалентной емкости схемы и энергии, запасенной ею. Расчет эквивалентного сопротивления и токов. Описание основных характеристик магнитного поля. Расчет тока в электрической лампочке и сопротивления ее нити накала, при подключении сеть 220В.
контрольная работа [32,4 K], добавлен 17.10.2013Обоснование перевода выпрямительной части оборудования тяговой подстанции на более энергосберегающие схемы выпрямления. Описание электромагнитных процессов в схеме 12-пульсного выпрямителя. Расчет элементов конструкции, затрат и себестоимости разработки.
дипломная работа [858,7 K], добавлен 16.07.2015
