Особенности плазменной дуги как электрической нагрузки.

Требования к источникам питания

Страницы: 1 2 3 4

При возбуждении дежурной дуги осциллятор должен обеспечить достаточно высокую степень ионизации газа для перехода искрового разряда осциллятора в дуговой. При переходе от дежурной дуги к основной напряжение источника питания должно быть достаточным для обеспечения растяжки дежурной дуги до момента касания изделия и такой напряженности поля между электродом и изделием, которая была бы достаточной для возникновения дугового разряда. Это напряжение обычно в полтора-два раза больше рабочего напряжения на дуге, так как в момент ее возбуждения происходит переход от малых токов к большим и (как следует из ВАХ дуги) от больших напряжений к меньшим.

Напряжение, необходимое для возбуждения основной дуги, уменьшается с увеличением тока дежурной дуги, т. е. при возрастании степени ионизации промежутка электрод — изделие. Однако увеличение тока дежурной дуги нежелательно, потому что при этом происходит разогрев сопла и затрудняется выдувание из него дежурной дуги. Горение дежурной дуги внутри сопла при больших токах дуги приводит к его оплавлению и обгоранию изоляционной втулки между соплом и электродом.

В моменты перехода от искрового разряда осциллятора к дуговому и от дежурной дуги к основной особое значение имеет величина постоянной времени источника питания, которая определяет скорость нарастания тока дуги.

В процессе плазменной обработки возможны случаи самопроизвольного обрыва дуги, при этом возникают значительные перенапряжения в источниках питания. Во избежание этого они должны иметь защиту от перенапряжений.

С учетом особенностей процесса горения плазменной дуги можно сформулировать следующие критерии для определения параметров источника питания:
1) максимальное рабочее напряжение источника питания:

где Uд.ср — среднее рабочее напряжение на дуге;
ΔUд1m — амплитуда   самопроизвольных  колебаний напряжения на дуге;
ΔUд2m — амплитуда колебаний напряжения на дуге, вызываемых внешними воздействиями;

2) крутизна ВСХ:

или в относительных единицах:

где ΔIдоп — допустимые колебания тока, определяемые из технологических соображений;
Iд.н — номинальный рабочий ток;
Uд.ср.н — среднее значение напряжения на дуге при номинальном токе;
Uд max, Uд min — максимальное и минимальное напряжения на дуге;

3) напряжение холостого хода (для обеспечения возбуждения дуги):

Расчет остальных параметров источника питания производится обычным образом и достаточно полно освещен в литературе.