При таком развитии событий в сложном режиме приходится работать и источнику питания плазменного устройства. Увеличение падения напряжения на внутреннем сопротивлении источника питания, равно как и чрезмерное увеличение его входного тока, приводит к разогреву силовых элементов ИВЭП, что может привести к тепловому пробою изоляции или полупроводниковых элементов и т.п. явлениям.
Избежать такой ситуации можно регулированием выходного напряжения ИВЭП, но регулирование должно происходить достаточно быстро. В идеале необходимо чтобы вся схема регулирования, включая регулирующий элемент, «отрабатывала» за время, сравнимое со временем развития разряда используемого для работы источника плазм. Как утверждает В.Л. Грановский время развития тлеющего разряда tр~10-7 с, время развития дугового разряда tр~10-5 с. Как видим требования к быстродействии регулирующих устройств достаточно жесткие.
Этот вопрос можно решить и при помощи устройств с гораздо более низким быстродействием. Дело в том, что механизм воздействия переходного режима, как на источник плазмы, так и на источник его питания в основном тепловой, а тепловые процессы, как известно, отличаются инерционностью. Поэтому, если источник плазмы и источник питания будут иметь повышенный запас надежности в отношении действия на их элементы выделяющегося тепла, то, пока дело дойдет до серьезной аварийной ситуации, с регулированием выходного напряжения источника питания, могут справиться и достаточно медленные регулирующие устройства, например, дроссели насыщения или даже потенциал-регулятор с электроприводом.
Остроту ситуации можно снять, если между источником питания и источником плазмы поместить устройство “гасящее” на себе разницу напряжений Uзаж - Uраб, либо до срабатывания регуляторов напряжения, либо на все время работы источника плазмы, если экономия электроэнергии почему-то не является для нас главной проблемой. Роль такого, так называемого “балластного”, сопротивления играет чаще всего активное омическое сопротивление, изготовленное в том или ином варианте с естественным или принудительным охлаждением. Такое сопротивление одновременно может выполнять и роль регулятора, а вернее, ограничителя тока через нагрузку. Параметры такого устройства не трудно оценить: на этом резисторе при рабочем токе Iраб должно падать напряжение Uзаж - Uраб, откуда его величина:
. (2.8-9.1)
При этом на нем выделяется мощность:
(2.8-9.2)
Такой элемент, в известной мере, может даже стабилизировать ток через разряд, т.к. уменьшение тока вызовет снижение падения напряжения на балластном сопротивлении и соответственно, повышение напряжения на разряде в зависимости от того, где на ВАХ находится рабочая точка разряда, это может способствовать увеличению тока, а при увеличении тока все произойдет наоборот.
2.8-9.2. Инициирование разряда в генераторах плазмы. Инициирование разрядов в длинных разрядных промежутках. Классификация методов инициирования разряда в генераторах плазмы.
Итак, выход из ситуации, возникающей из-за разницы между рабочим напряжением разряда и напряжением его зажигания, вроде бы найден – это использование балластного сопротивления. Только вот решение это не очень то совершенно, ведь на балластном сопротивлении превращается в тепло львиная доля мощности блока питания. Это может быть и не страшно на плазменном устройстве малой мощности, но на установке мощностью во многие сотни киловатт это решение само превращается в сложную проблему. Тогда и рассмотренное нами решение задачи окажется весьма сомнительным. Были предложены и испытаны многие другие решения этого вопроса, но сводились они, в общем-то к одному. С источника питающего разряд функцию инициирования этого разряда необходимо снять. А вопрос инициирования разряда решать как-то по-другому.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.