ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения НИР.

В настоящее время электромеханическая обработка (ЭМО) реализуется в основном с применением морально-устаревших схем и установок. Резервы в повышении эффективности ЭМО видятся в совершенствовании источников питания с целью снижения энергоемкости, уменьшения габаритов, массы установки и себестоимости операции ЭМО.

В связи с появлением новых схемно-технических решений и новой элементной базы появилась возможность разработать программно-управляемый импульсный источник питания для ЭМО, обеспечивающий импульсный режим работы и имеющий более высокие технико-экономические показатели. Программное управление импульсным источником питания для ЭМО предусматривает управление режимами обработки, в частности силой тока, путем задания угла открывания тиристоров управляемого выпрямителя в соответствии с заданной программой для высокочастотной ЭМО или задания угла открывания симистора для однофазного источника переменного тока промышленной частоты.

Источник питания состоит из силовой части и схемы управления. В состав силовой части входят трансформатор, симистор для однофазного источника питания переменным током, трехфазный управляемый выпрямитель и импульсный модулятор (для высокочастотной обработки), представляющий собой инвертор, собранный по мостовой схеме. Система управления состоит из схемы управления трехфазным выпрямителем и симистором, а также задающего и число-импульсного генераторов, формирующих выходной сигнал управления режимами ЭМО.

Система цифрового фазо-импульсного управления формирует на выходе импульсы управления, заданные программно с ПЭВМ, преобразуя цифровой код в аналоговый сигнал.

Выпрямительное устройство предназначено для преобразования переменного тока в постоянный ток и в общем случае состоит из трех основных узлов: трансформатора, блока вентильных элементов, сглаживающего фильтра. Данный выпрямитель относится к выпрямителям средней мощности, так как мощность нагрузки составляет 10 кВА. Трехфазная схема выпрямителя имеет следующие преимущества по сравнению с однофазной схемой:

-снижает загрузку вентилей потоку и напряжению.

-имеет наименьший коэффициент пульсации, что свидетельствует о лучшем качестве выпрямленного напряжения;

-повышает частоту пульсации выпрямленного напряжения, что облегчает задачу его сглаживания.

В данном случае выпрямитель должен быть управляемым, так как необходимо обеспечивать изменение амплитуды напряжения импульсов на нагрузке.

Инвертор представляет собой систему, которая создает переменное напряжение при подключении источника постоянного напряжения. В нашем случае выбран автономный инвертор, собранный по мостовой схеме, так как нагрузка, для которой проектируется источник питания, не содержит источника электрической энергии. Использование тиристоров в инверторах удобно из-за большой мощности, с которой они могут работать. Основной проблемой является переключение тиристоров, поскольку, в отличие от транзисторов, они должны закрываться принудительно.

Задающий генератор обеспечивает формирование пачек импульсов тока на нагрузке частотой до 5 кГц.

Число-импульсный генератор позволяет формировать на нагрузке импульсы и паузы тока с заданной длительностью в пределах 0,02 - 2 секунд.

С целью устранения влияния случайных факторов в систему введена обратная связь по току, которая обеспечивает измерение фактического значения силы тока в выходной цепи, преобразование его в цифровой код и подачу кода в ПЭВМ, которая с помощью соответствующего программного обеспечения корректирует управляющий сигнал с целью обеспечения соответствия фактических значений силы тока при ЭМО теоретически рассчитанным и заданным.

Функционально схема обратной связи содержит:

-трансформатор тока (с коэффициентом трансформации тока К= I • I0 ^-6) для определения фактического значения силы тока на нагрузке;

-преобразователь тока в пропорциональное напряжение;

-измерительный усилитель;

-прецизионный выпрямитель, обеспечивающий преобразование переменного тока в постоянный ток;

-аналогово-цифровой преобразователь для преобразования сигнала в цифровой код и передачу его в ПЭВМ.

Таким образом, предложенные схемы источников питания позволяют снизить энергоемкость, уменьшить габариты и массу установки, а такжеcоздать мобильные установки на базе данных источников питания.