Импульсные регуляторы тока для микроплазменного оксидирования

• Автор: Большенко, Андрей Викторович
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 202 с. : ил.

Оглавление
Введение
1 ОБЗОР НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ В ОБЛАСТИ
МИКРОПЛАЗМЕННОГО ОКСИДИРОВАНИЯ
1.1 История развития исследований в области микроплазменного
оксидирования
1.2 Оборудование для технологического процесса
микроплазменного оксидирования
1.3 Электрические режимы формирования МПО-покрытий
1.4 Известные решения по реализации регуляторов тока установок
для МПО
1.5 Параметры импульсных микроплазменных процессов
2 КОМПЛЕКСНАЯ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА
МИКРОПЛАЗМЕННОГО ОКСИДИРОВАНИЯ
2.1 Математическое описание МПО-нагрузки
2.2 Аналитический расчет переходного процесса тока
МПО-нагрузки при прямоугольной форме поляризующего напряжения
2.3 Аналитический расчет переходного процесса тока
МПО-нагрузки при трапециевидной форме поляризующего напряжения .
2.4 Анализ влияния параметров МПО-нагрузки и поляризующего
напряжения на параметры переходного процесса
2.5 Оценка условий применимости расчетных выражений для
определения тока нагрузки
2.6 Определение технических характеристик технологического
регулятора тока устройств для микроплазменного оксидирования

2.7 Расчет технических характеристик технологического
регулятора тока устройства для микроплазменного оксидирования
2.8 Определение параметров МПО-нагрузки
2.8.1 Определение параметров МПО-нагрузки при прямоугольной
форме поляризующего напряжения
2.8.2 Определение параметров МПО-нагрузки при трапецеидальной форме поляризующего напряжения
2.8.3 Оценка методической погрешности определения параметров микроплазменной системы
3 РАЗРАБОТКА РЕГУЛЯТОРОВ ТОКА ДЛЯ
МИКРОПЛАЗМЕННОГО ОКСИДИРОВАНИЯ
3.1 Тиристорный преобразователь напряжения
3.2 Синтез системы управления тиристорного регулятора тока
3.3 Синтез структуры тиристорного регулятора тока
3.4 Моделирование тиристорного регулятора тока
3.4.1 Моделирование процесса включения регулятора тока
3.4.2 Моделирование процесса включения при минимальной величине начального активного сопротивления
3.4.3 Моделирование процесса включения при различном начальном активном сопротивлении нагрузки
3.4.4 Моделирование процесса стабилизации тока
3.5 Транзисторный регулятор тока
3.6 Синтез системы управления транзисторного регулятора тока
3.7 Синтез структуры транзисторного регулятора тока
3.8 Моделирование транзисторного регулятора тока
4 ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕГУЛЯТОРОВ ТОКА ДЛЯ
МИКРОПЛАЗМЕННОГО ОКСИДИРОВАНИЯ
4.1 Тиристорный регулятор тока
4.2 Транзисторный инверторный регулятор
4.3 Экспериментальные исследования тиристорного регулятора
тока для МПО
4.4 Экспериментальное определение параметров
микроплазменной системы
4.5 Формирование покрытий с заданными свойствами
Заключение
Список использованной литературы
Приложение А. Документы, подтверждающие внедрение разработок
автора
Приложение Б. Программы
Приложение Б.1. Программа комплексной модели тиристорного регулятора тока
Приложение Б.2. Программа комплексной модели транзисторного регулятора тока

Для корректного управления процессом МПО необходимо знать зависимость тока, протекающего через единицу поверхности поляризуемой детали, и при этом контролировать активную и емкостную составляющие этого тока [151]. Отсутствие контроля такого разделения ведет к ошибкам в оценках токов и напряжений и трактовке найденных величин, особенно при импульсных сильнотоковых процессах [120].
Известно [152-154], что напряжение регулятора тока, подаваемое на ванну, можно представить суммой:
и = ипол + ив + тЭ1 (1.1)
где ипол - поляризующее напряжение электрода (детали), на котором идет микроплазменный процесс; 1/в - напряжение поляризации вспомогательного электрода; 1ЯЭ - падение напряжения в электролите. В режиме микроплазменной обработки поверхности металлов падение напряжения в электролите значительно.
Микроплазменные процессы связаны с необратимым переносом заряда, т.е. с активным электродным током /э, который в принятом приближении выразится следующим образом:

(1-2)
где /?а - активное сопротивление границы металл-раствор; 5 - площадь поверхности обрабатываемой детали.
Кроме того, некоторая часть общего тока / расходуется на образование двойных электрических слоев, создающих емкостный ток /с, который определяется соотношением
/с = 5Сдс^2£, (1.3)
где С - время; Сдс - емкость двойных слоев.
Исследование параметров микроплазменных систем необходимо для корректной формулировки технического задания на разработку промышленного источника питания, поскольку определяет активно-