Система автоматического управления фокусировкой луча электронной пушки для плавки металла

• Автор: Марков, Хельмут
• Шифр специальности: 05.13.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Киев
• Количество страниц: 135 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава I, Общие сведения об электролучевых плавильных

установках. Постановка задачи исследования .

1.1 Развитие электроннолучевой технологии. Обзор

работ в этой области.

1.2. Задача и особенности электроннолучевой плавки.

1.3. Преимущества и недостатки электроннолучевой плавки

1.4. Обоснование постановки задачи и ее основные этапы.

1.5. Выводы.

Глава 2. Исследование технологического процесса в качестве

объекта автоматического управления
2.1. Конструктивные особенности электроннолучевой установки
2.2. Характер технологического процесса .
2.3. Исследование статических характеристик узлов электроннолучевой пушки.
2.4. Математический алгоритм для исследования статики САУ фокусировкой электронного луча
2.5. Анализ действия внешних возмущений
2.6. Выводы
Глава 3. Разработка и теоретические исследования САУ .
3.1. Разработка исходной структуры САУ .
3.2. Уравнения звеньев САУ.
3.3. Исследования переходных процессов .
3.4. Качество САУ
3.5. Выводы
Глава 4. Экспериментальные исследования САУ
4.1. Экспериментальное определение функциональных зависимостей и численных значений параметров, характеризующих фокусировку электронного луча
4.2. Экспериментальный анализ действия внешних возмущений
4.3. Экспериментальный анализ поведения регуляторов интенсивности излучения САУ
4.4. Принцип действия логического блока переключения полярности изменения регулирующих величин. III
4.5. Выводы.
Заключение .
Список литературы


Пирани получил небольшие слитки чистого тантала и других металлов, но в то время промышленность еще не нуждалась в особочистых материалах[8. Предложение М. Пирани в - г. Е.Тиде и Е. Бирнбройер, построившие небольшую установку^. В г. А.В. Сибилевым[4. Также в г. С.Т. Синициным[8. В г. М. фон Арденне[б. Р.Рголе[8. В г. П.Штейгервальд [5. В[4. Также изложена методика расчета главной части установки - излучателя электронов применительно к проектированию излучателей для различных технологических процессов. Представлены специальные схемы управления установкой для точного дозирования вводимой тепловой энергии и программирования процесса обработки. В[4. Институтом электросварки им. Е.О. Патона разработано запирающее устройство[5. Однако в настоящее время, где в качестве высоковольтного источника питания применяется полупроводниковый выпрямитель, эти защитные системы уже не пригодны. Требуется такие схемы,которые измеряют состояние электромагнитного поля электронного луча и обеспечивают оптимальное ведение процесса плавки. Переход от лабораторного применения электроннолучевого нагрева к применению его в промышленном масштабе был осуществлен в период - г. США, СССР, ГДР, ФРГ и Японии, когда были созданы мощные вакуумные установки. Фирмы "Темескал", "Стауфер" из США, "Лейбольд-Гереус" из ФРГ, "НИИ М. Арденне" совместно с Локомотивостроительноэлектротехническим заводом им. Г.Баймлера, ГДР и "НИИ электросварки им. Е.О. Патона" АН УССР являлись ведущими предприятиями по разработке и изготовлению промышленных образцов. В мире существует несколько сотен электроннолучевых установок с общей мощностью МВт[5. Исследованию особенностей электроннолучевых установок как объектов управления посвящено значительное количество работ. К настоящему времени практически изучены установившиеся режимы работы. Установлены связи между параметрами электронной пушки и ее источников питания[5. Л2-5 Л4]. Разработана методика,позволяющая определить аналитически статические характеристики электронных пушек аксиального типа[5Л5]. В результате исследования распределения энергии луча по его сечению определено, что последнее может быть описано нормальным законом[5Л6, 5*]. Для ряда металлов установлены зависимости параметров кольцевой развертки, нашедшей в настоящее время наиболее распространение, с величиной потери испарения[5. Однако эти исследования относятся к установившимся режимам работы. Мещу тем, для решения вопросов, связанных с теорией и практикой проектирования систем управления, необходимо иметь математическую модель объекта, описывающую весь комплекс протекающих в установке процессов. Большое количество работ, проводимых в настоящее время, посвящено вопросам создания автоматических систем разверток,изменяющих закон движения луча в процессе плавки для достижения наиболее равномерного распределения температуры по поверхности металла. Так например, в работе[б. Из работ, направленных на автоматизацию процесса переплава, следует отметить[5. Полученная модель достаточно полно отражает особенности работы пушки. В настоящее время предложено несколько принципов построения систем автоматического управления работой всей установки. В[4. Стабилизируя только мощность, системы[4. З.б] не учитывают влияние возмущающих факторов, связанных с изменением физикохимических параметров заготовки. К особенностям предложенных систем следует отнести также то, что основным критерием управления в них является обеспечение условий рафинирования металла, что недостаточно для получения качественного слитка. В настоящее время ведутся работы улучшения процесса образования и фокусировки электронного луча. Известны несколько методов ведения и контроля электронного луча, но все способы являются вариантами фокусировки электронного луча с помощью системы, в которой отсутствуют случайные внешние возмущения, Фокусировка луча контролируется и регулируется с помощью различных параметров в определенных пределах[8. Указанные методы не приемлемы для промышленных электронных печей, потому что технологический процесс плавки вследствие электрических разрядов, газовыделений при выплавке переплавляемого материала и т.