Автоматизированные плазмотехнологические комплексы обработки материалов : Основные вопросы теории и проектирования

• Автор: Ионов, Юрий Григорьевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Тверь
• Количество страниц: 394 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ
1.ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЗАДАЧ АВТОМАТИЗАЦИИ ЭЛЕКТРО ДУГОВЫХ ПЛАЗМОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ
1.1. Процессы и аппараты плазмотехнологий. Состояние и перспективы их автоматизации
1.2. Основные факторы, определяющие особенности
применения плазмотронов
1.3.Предпосылки создания систем автоматизации процессов
в технологических установках с электродуговыми плазмотронами
1.4.0собенности задач автоматизации электродуговых технологических комплексов
1.4.1. Линия нанесения термостойких покрытий переменного состава на изделия со сложной геометрией рабочей поверхности
1.4.2. Металлургический агрегат прямого восстановления железа
в печах (реакторах) шахтного типа
1.4.3. Двухплазмотронный агрегат производства базальтового волокна
1.5. Определение области применения результатов исследований.
Задачи диссертационной работы
2. МОДЕЛИ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОДУГОВОГО ПЛАЗМОТРОНА КАК СИСТЕМЫ С РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ
2.1. Концепция математического моделирования процессов
в плазмотроне
2.2. Решение краевой задачи теории столба электрической дуги в
модели плазмотрона

2.3. Показатель качества и алгоритм поиска управляющих воздействий на электрическую дугу плазмотрона при формировании
требуемых распределений температуры и скорости
2.3.1. Формирование распределений температуры и скорости
в выходном сечении канала плазмотрона
2.3.2. Формирование распределений в прикатодном
входном сечении канала плазмотрона
2.4. Распределения теплового потенциала и поперечной скорости в одном частном случае
3. УРАВНЕНИЯ, ПЕРЕДАТОЧНЫЕ ФУНКЦИИ И СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ ЭЛЕКТРОДУГОВОГО ПЛАЗМОТРОНА КАК
СИСТЕМЫ С СОСРЕДОТОЧЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ
3.1 Уравнения и передаточные функции плазмотрона
3.2. Электрические схемы замещения и структурные модели плазмотрона
3.3. Об определении параметров дуальных схем
3.4. Уравнения динамических процессов в плазмотроне
как нестационарной параметрической системе
4. ДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ СИСТЕМЕ С ПЛАЗМОТРОНОМ
4.1. Анализ факторов, влияющих на динамические процессы
в генераторе плазмы
4.1.1. Факторы, связанные с условиями работы генератора в системе
4.1.2. Оценка характеристических времен установления параметров динамических процессов
4.2. Электродуговая система в линейном приближении описания
ее элементов. Диаграмма динамического состояния системы

4.3. Электродуговая система в линейном приближении описания всех ее элементов, кроме сглаживающего дросселя. Представление динамических процессов во временной и частотной областях
4.4. Нелинейная электродуговая система с плазмотроном. Представление динамических процессов во временной и частотной областях
4.5. Динамические процессы в системе при скачкообразных изменениях режимов
5. УСТОЙЧИВОСТЬ СИСТЕМЫ С ЭЛЕКТРОДУГОВЫМ ПЛАЗМОТРОНОМ
5.1 .Особенности исследования устойчивости системы
5.2. Устойчивость системы при малых возмущениях состояния равновесия
5.3. Об устойчивости электродуговой системы при больших возмущениях
5.4. Устойчивость многоплазмотронных систем с одним
общим трансформатором
5.4.1. Система с одним источником тока и несколькими параллельно подключенными к нему плазмотронами
5.4.2. Система с несколькими источниками тока и подключенными к ним плазмотронами
6. ПРАКТИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ В ОБЛАСТИ АВТОМАТИЗАЦИИ ПЛАЗМОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ
6.1. Система управления процессом нанесения покрытий переменного состава на изделия со сложной геометрией
рабочей поверхности
6.2. Система управления генератором плазмы для нанесения
покрытий
6.3. Система управления многоплазмотронным агрегатом прямого

Тепловая энергия плазменного потока есть величина, оцениваемая в граничном сечении на срезе сопла плазмотрона:
"МО * }<гр(0О(0Г(ОЛ

где т(0,ср(0 - среднемассовая температура плазмы и ее теплоемкость при этой температуре в выходном граничном сечении генератора, (3(0 - расход плазмообразующего газа.
Типичные характеристики струи представлены на рис. 1.6, где они соответствуют генератору с соплом длиной 1,3 см и диаметром 0,635 см для рабочего тока I = 200 А и расхода аргона в = 0,2 - 3 г/с. Характеристики получены расчетным путем, а также по экспериментальным данным работы [133].
С изменением воздействий, в том числе управляемых и вызывающих пульсации процессов внутри канала плазмотрона, изменяются все параметры струи, в том числе, и среднемассовые В
результате изменяются условия осуществления технологического процесса.
1.3.Предпосылки создания систем автоматизации процессов в технологических установках с электродуговыми плазмотронами.
Регулируемый по току тиристорный преобразователь (рис. 1.7, а ) обеспечивает в плазменных установках (рис. 1.2, РИТ) автоматическую стабилизацию тока электрической дуги плазмотрона. В контур силовых цепей регулятора входят управляемые вентили-тиристоры У81 и Т>2, фазные обмотки трансформатора (Ь8а, Ьаъ), которые показаны для одного двухвентильного такта коммутации, индуктивность сглаживающего дросселя