Введение к работе
Актуальность ксследоватая. Ксшхяьзевонио иззкотЕкперз-турной шіазіи в процессах обработки нєкеталязчсагзх ітерзз-лов пряввло к пачвлєіша рлдэ ітрогрєссивяшс тегнологЕй, одной из которцх является тегкодогші дпнзїгнческсй плавгекнса обработка (ЦІО), нашедшая применение при производстве микросхем, а радиационной татериадоиадения, для получекил зйпщтно--дєхо-ративннз покрытий на поверхности строительных изделий и т.д.
Прашгквкве в ранках укзззішс5 технология козксзаяькмх плазмотронов с продолько-обдуваеноа дугой п>їєзт суЕЭСтзэичьй недостаток, заклгпакщгйся в ітерзЕНСзгарнс?* иагрзгз сорабатазя-
ЄНОЙ ПОВерХНОСТЛ,
В шіязіютроімі с рельсозсй геометрией mps,-o:c,,,b:T,s электродов (рельсотронах) получение диизиаческсй дуга дсотя-точнсй длшм ограничено трудность!) дсстзззкяя прсотрзнстяа::-ней и электрической устойчивости дуги в течений всего пэриода ез двпгенші, ввиду чего зтот тип устройств до настоящего врз-ігеня но нашел шзрокого применения. Повншеїша энергетических зарактерпстих поперечно-обдуваемой дуги з усдозппх знсоко-вольтігаго импульсного разряда, кзк" это пкеат isjcto в электрических ракетних двигателях, влечет за ссЗоЗ усдсгшекве stoiic-грукциа плазменного устройства, что затрудняет его эксплуатацию а ограничивает технологические вожояноста.
В этой связи является актуалы&и разраЗоткз юсжстррз^д и исследоваїше характеристик линейного плазмотрона с рельсовой геометрией расходуются электродов» чгцу а посвяз&ха настоящая диссер?ацйсннял работа.
Цель работа. Цель настояцэй работа состоит в псслгдоза-ші прсцссэ пгрзие^ззшя дуге постоянного тока по расходящийся дкактрэдЕИ в поперечной вагкгтнои поле, разработка устройств, прзднааїтокгшх дал дгнзияческсй плззыэшюй обработка поверхностей КЄМН2ЯЯ2ЧЄСКЕХ ЫЗТ8рД8Л0В ПОТСКОІІ ИЗЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОЙ
Еггенслвности, п з с&здгнип научззгх п Ексєнерїшх сснсз расчета параметров шшгііакншс устройств с дшшизческой дугой.
В соответстзап с поставленной цальз в работе рзЕзэтся СйДуЗОЦие ССНОВК1ІЕ зад&чя.
Г. Е-гледозэкие сксросткш: и электрофизических характеристик злектрачексой дуги» двйхуцейся по расходящаяся злект-родга в попэрэчнсы цзтаатзкяг поле.
-
Установление общности вналитаческсто описания двухслойной ГЕЗодшакаческой додала Елгктрической дути, горящзй в продольное потоке газа, а кодеяа дуга, перекащасщейся по расходящимся злектродзи в поперечном потока обдуващзго дугу холодного газа.
-
Получение штематической шздели управляеиой сястекы электропитания пласігохронв с расходящимися злектродаиа и исследование se устойчивости "в большой" для различных типов регуляторов пра заданных вадах возмуцащзго воздействия.
-
Разработка технологических основ пракекения линейного шшБиотрока с дзнашчзской дугой, перзиещащейся по расхода-щвшя глектродаи в поперечном магкатноа пола.
-
Разработка методики расчета параметров конструкции лшшЗшгр излучащего плазыотрона с расходящийся электродаыа ы еатамизацая решшов его работа.
{'атоли исследования. Рєеєенз постззлєеенх в дгссартшхп-оиноЗ работо научно-техняческік задач достигнуто па основа использования ыатодов натецатичаспогэ модвл^ровая^я, роогчг-танкых на применение ЗЕЛ. Рєеєеиз сястєш еэлзнэйевх дгфз-реЕщальніїх уравнений, входягщх а состаз изтбаатзчвсзсЗ кэдэ-ля управляемой систены элзктрсшташз плагаотрснз (-СЗП), било получено пря псиоцн катода РуЕга-Куттз-йзрссга с автоматический взбсрсн пага нятегрярозаЕШ, прз сссяэдсзаЕЕя jctc3-чнвостп УСЗП был попользован кэтод фазовах трегжгсрй!, дгл обработки злектрсфнзіїчєских харсзтертстаз рзалы-нх гззоз шї-ПТ8Л npmienamie иетод трапецпЗ, алалят;г»зскоа реіг-зкиз ургвпз-ння энергии и пара:^атр:й дянсихіеспсЗ гольт-агпгрпсЗ хгрпптз-ркстпкг псперзчно-обдузаеисЗ дутз получена с пспользсЕСпгеа кторацяопвпх !.:этодозв интерполяция харгг.тгр^спп: алазтрггес-ксЯ дуга біта Еипоякзка при псг.сзг-ї кубического сплатна л ста-
^IlilOii .ilUi^OisC;jU<2L4i^%{ **P^ OUUv^^iii'^S. ^2jy*^31UiC3 ~UU~2^i»I3tIi^,
попользовалась игтсда рзграсспснхгего апзлягз. " Ддотгзаггссть расчета по рагрессксіп-лгі уравн-апк-а Сняа одзканз при понсг^ критерия ФзЕэра. Зксперямзятализиз зселэдозапяя, аиэвгзго целью изучение ісаханлзиа- пврешщанзя дуга з попоречнси нзг-ІЯТНОМ поле я установление адзпгатпсста с полетзпн.'шз, устз-новлокьшл аналитический путей, проводалзсь па основа тесрзл планирования эксперимента.
Научная новизна работы заключается в сяэдуЕзен:
I. Получено эшшричвскоо Еараганиа для скорости дуга.
-
Разработана шзтодака пргблпЕвнноЭ одєеке скорости спорных пятен Е8СїпноЕарнса дуги плазыотроаа.
-
Доказана возможность опродаденкя напряааизосет 8лек-трзчєского поля столба душ плазнотрона с расходящиеся эдзк-тродаш прз по&оща известного уравнения А.У. Заяесского-Г.А. Кукэкоза, Ензаданного дяя случая 'перемещения дуги по параллельный электродам.
-
Ка основе исследования скоростных и электрических характеристик дуге, дк^уцгйся по расходуемся электрода!, получено Біїлкрлчаское вираганзе для расчета скорости дкпгуцэйся дуги н предложена ыетодпкп пржЗлкЕеккой оценки скорости пара-ыззшя опорных пятен дуги.
-
На основе критериального обобщения экспериментальных данных установлена зозшхгность хпхшєезеея дзухслойной газодинамической ыодалн нестационарной дуга для исследования псперачно-обдуваецой дуги перашнноа длены.
-
Прадлсгено эшырлческов выраазнйэ для расчета дпнаїш-чвскоа вольт-ашерноа характеристика нестационарной дуги.
-
На основа теорот нестационарной электрической дуги и подели управляеыого выпрямителя, разработанных на кафедре АЭТУС МЭИ, получена математическая модель z псследована дина-ыика УСЭП шіазиотрона с двкаущэйся дугой порайонной длшш в случае П-, ШІ- и ЦД-рагуляторов при токе дуга 50-150 А, угле шжду элвктродаыа 10- 30 и скорости дуга 3,5-10,5 ы/с.
-
Разработана ыгтодяка расчета паргиатрог пласкотронз о
дшідуцейея дугой пзрзызннсЗ длина и ясточши:а пктаязя. Практическая цэшюсть робота состоят в тоы, т?оі
-
Разработана импульсная плазазнноп установка, еклелегн щал плазмотрон с расходяцптася элэктродаии, сястецу электропитания и блок управления, которая ногат быть использована для реализация технологии ДПО нецетеллнчаскж: иатеряалоз при получении защитпо-д8і;орз7:іБі2!х покрытий на поверхности строительных изделия, в рмзсзл фотонной технологии пря производстве большх кятегральшх шткросхе^ (СБИС), в радиационном izs-терналоведевги, а такза при физнчесиои ноделзровапш полерзч-ко-сбдувземой дуга постоянного тока,
-
Разработакн основы прснкшіепного шйшзеєіпш линейного нзлучащего плазмотрона с расходящейся элактрсдзгш и стабилизацией дуга стенкой з pauras технология ДПО.
-
Прздяогзнз ызходака расчета параивтроз конструкция и рзжма работа яупульской плззнепкой установка, вкшггщеЗ плазаотрок с-расходящиеся злактродзіл її ігсточеш: элзптропп-тзння, которая пезет бить полезней при разработка п эксплуатации плаз&эшого оборудования для технологии дао.
-
Разработан пакет прикладных програші для расчета дшшсикл УСЗП плазмотрона с расходящаяся электродами, который uosqt быть использован пря прозктнрбвапня п Есслэдсзанзя плазменного оборудования.
Реализация результатов работа:
экспериментальный образец гашульсиой плазиакноа установ-
- В -кя передан НПО "Ротор", г. Черкассы;
опытно—проїйсглвнкай oSpss-вц кашульской пллзывнной jcxa-ксбіш передан КкогсзрсфллъЕОуу ваучЕО-пнзщЕарниу центру "Строк", г. Краснодар;
прэихпленноэ птяогензісш уіхваннсй установка позволяет рассїгргть boszothocth технологія ДІЮ, поецсигь качество е ее-теясЕфзцзровать процесс обработки поверхности кзд-зліш; еееду
ТОГО СО^/Ол±сЛЬ^х>а, ЧіО CO*>p^,t,*>i>uii*;wf L і^чир^- ііи.а*л.*і,о^;іія^.»
устройства, созданные в процессе выаояЕгккя данной диссертационной работы, носкт экспэрюгенталъньгй характер, расчэт ог.с~
ЕКгПЧ8СК02 ВЩфЭКТКЕНОСТЙ ES СТСДДИ ВКвДрвКЗЯ ПрНЗПЗН ЕЗЦЗЛ0-
соебразжу.
Математический аппарат, спксызащиЯ динаміку системы электропитания плазмотрона с расходяизшися электродам*, Енад-рен в учебный процесс на кафедре электроснабкения проійшіен-еых предприятий (ЭПП) Кубанского государственкого технологического университета (КГГ7), г. Краснодар.
Апробадая работы. Основные полазения п результаты диссертационной работы докладывались к обсуздались на Всасовзноа совещании "Перспективы развития е создзния единой научно-технической, производственной и эксплуатационной база Краснодарского края по использозавиэ возобновляеша псточнеков энергии н проблемы их использования в народной хозяйстве страны" (октябрь 1983 г, г. .Геленджик), на заседаниях кафедры АЭТУС МЭИ и на научных сеюгаарах кафедра ЭПП КГТУ.
Публикации. Ссксззгсе содєрпгзгие диссертации опубгпкозшш в 6-тя работах.
Структура и объем работы, Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использование источников, зключао',зго 81 нзииековзнпе, 2 прзлсг.знпй, содержит 160 страшщ, 54 рпсунга, 3 таблицы.