Сайт Кафедры "Информатика и ИТ"

Предисловие	6
1. Управляемый полупроводниковый преобразователь параметров электроэнергии как составная часть комплексной системы разрядно-импульсной технологической установки . . . . . . . . . . . . . . . .	8
1.1. Общая характеристика электротехнологической установки . . . . . . . .	8
1.2. Требования к преобразователю параметров электроэнергии, для разрядной импульсной нагрузки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	11
1.3. Структура системы управляемого преобразования параметров энергии при импульсных нагрузках . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	25
1.4. Построение исполнительных элементов систем преобразования параметров энергии для разрядно-импульсной нагрузки . . . . . . . . . . . . . .	28
1.5. Системы управления преобразованием параметров электроэнергии. .	40

2. Критерии выбора технических решений при проектировании элементов систем преобразования параметров электроэнергии . . . . .	46
2.1. Постановка задачи моделирования и идентификации объекта . . . . . .	46
2.1.1. Постановка цели моделирования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	47
2.1.2. Создание концептуальной модели. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	49
2.2. Разработка математической модели . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	53
2.3. Методы построения модели. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	58
2.4. Основы принятия технических решений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	62
2.5. Принципы оптимизации комплексной системы УППЭТ - разрядно - импульсная нагрузка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	70
2.6. Критерии оптимизации, выбор целевых функций и управляемых параметров трансформаторно-индуктивных модулей .. . . . . . . . . . . . . . . .	79
3. Адаптивная модель системы преобразования параметров энергии при разрядно-импульсной нагрузке. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	89
3.1. Модель адаптации вентильных элементов систем УППЭТ . . . . . . . . .	90
3.2. Математическая модель трансформаторно-озонаторной нагрузки . .	99
3.3. Адаптивная модель УППЭТ и формы ее представления . . . . . . . . . . .	103
3.3.1. Структура уравнений модели входной цепи УППЭТ . . . . . . . . . . . .	104
3.3.2. Структура модели нагрузочной цепи. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	109
3.3.3. Построение математической модели УППЭТ на основе тиристорного моста со встречными диодами при работе на трансформаторно-озонаторную нагрузку . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	111
3.3.4. Построение модели тиристорного регулятора напряжения при работе на трансформаторно - озонаторную нагрузку. . . . . . . . . . . . . . . . . .	118
3.4. влияние параметров УППЭТ на эффективность работы озоногенератора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	121

4. Методология принятия проектных решений при разработке индуктивных элементов УППЭТ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	127
4.1. Назначение и использование индуктивных элементов в УППЭТ. . . . .	127
4.2. Конструкции индуктивных элементов, основные требования . . . . . . .	132
4.3. Воздушные индуктивные элементы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..	136
4.4. Оптимизация и методология расчета ИЭ, выполненного на разомкнутом магнитопроводе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	142
4.5. Оптимизация и методология проектирования ИЭ, выполненного на магнитопроводе с зазором . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	150
4.6. Построение экспертной компоненты проектирования индуктивных элементов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	165

5. Согласующие трансформаторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	174
5.1. Конструктивные особенности высоковольтных трансформаторов . . .	174
5.2. Электромагнитные параметры трансформаторов . . . . . . . . . . . . . . . . .	179
5.3. Особенности расчета потерь в согласующих трансформаторах . . . . .	186
5.4. оптимизация геометрических размеров трансформаторов . . . . . . . . .	192
5.4.1. Оптимизация при заданном падении напряжения . . . . . . . . . . . . . . .	193
5.4.2. Оптимизация при заданном нагреве обмоток . . . . . . . . . . . . . . .	199
5.4.3. Оптимизация при заданной температуре нагрева сердечника . . . . .	205
Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	209

ПРЕДИСЛОВИЕ

Расширение использования технологий, основанных на импульсных методах преобразования энергии, ставит перед различными отраслями промышленности ряд новых задач. В настоящее время машиностроение и другие отрасли недостаточно подготовлены к переходу на импульсные методы обработки материалов, а также к созданию и выпуску оборудования и машин для межотраслевого использования в импульсной технологии.

Достаточно хорошо освоен ряд электрофизических и электрохимических методов обработки материалов: электроэрозионной и электроимпульсной размерной обработки, электрохимической и магнитоимпульсной. Значительно меньше освоены методы ультразвукового обезжиривания, озонирования, электровзрывной и лазерной технологий.

Все эти методы могут быть отнесены к разрядно-импульсным технологиям (РИТ). Основным признаком таких технологических процессов , где в качестве инструмента воздействия на вещество используется та или иная форма электрического разряда (ЭР), является импульсность единичного акта процесса, а его первопричиной - разряд (независимо от cреды, в которой он осуществляется), преобразующий электрическую энергию в другие виды энергий.

Основными задачами совершенствования РИТ являются:

дальнейшее развитие работ по созданию источников питания; увеличение выпуска установок, обеспечивающих повышение производительности в 1,5...2 раза и улучшение качества выходной продукции;
создание новых средств преобразования энергии, позволяющих повысить интенсивность воздействия на вещество;
улучшение качественных показателей источников на основе повышения КПД преобразования энергии управления параметрами ЭР, контроля характеристик техпроцесса;
улучшение показателей оборудования: повышение надежности, увеличение срока службы, снижение стоимости и массо-габаритных показателей.

Монография посвящена разработке конструктивных моделей источников питания, позволяющих не только исследовать происходящие в них физические процессы, но и выявлять влияние параметров элементов схемы на эффективность ее работы.

Использование методов декомпозиции , наряду с многокритериальной оптимизацией, позволило предложить целевые функции для принятия рациональных решений при разработке и проектировании как отдельных элементов (трансформаторно-индуктивных), так и источника в целом.