Плазмотроны переменного тока

ПЛАЗМОТРОНЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА [c.31]

Прежде чем описывать схемы плазмотронов переменного тока, необходимо вкратце остановиться на преимуществах и особенностях питания плазмотронов переменным током по сравнению с питанием постоянным током. Из преимуществ отметим следующие. [c.31]

Известно, что в плазмотронах постоянного тока ресурс катода обычно в несколько раз ниже ресурса анода. В плазмотронах переменного тока катод и анод меняются местами с частотой сети, поэтому минимальный ресурс электрода, по крайней мере, вдвое выше, чем в плазмотронах постоянного тока. [c.31]

Отметим особенности питания плазмотронов переменным током. [c.32]

Для уменьшения эрозии электродов под действием дуги в большинстве мощных плазмотронов постоянного тока применяется перемещение приэлектродных областей дуги магнитным полем. Аналогичный способ уменьшения эрозии электродов можно применить и в плазмотронах переменного тока. [c.32]

Большое значение имеет тот факт, что на единую прямую ложатся точки, полученные на плазмотронах постоянного и переменного тока. Это говорит о том, что нестационарность, обусловленная применением переменного тока, не оказывает существенного влияния на рабочий процесс в плазмотроне. Поэтому все интегральные зависимости, присущие дуге постоянного тока в условиях плазмотронов рассмотренных схем, справедливы и для аналогичных плазмотронов переменного тока. Обработка прямой на рис. 5.9 приводит к следующим формулам [c.157]

Наибольшее распространение получили плазмотроны постоянного тока, как более простые по своим конструктивным схемам, обладающие высокой эффективностью преобразования электрической энергии в тепловую и имеющие простую схему электропитания. Плазмотроны переменного тока получили развитие благодаря простоте схем источников питания и электропитания плазмотронов, однако широкое их использование сдерживается из-за значительной эрозии электродов и невысокой стабильности горения электрических дуг. ВЧ-плазмотроны по своей конструкции достаточно просты и позволяют получить большие объемы спектрально чистой плазмы, но эффективность преобразования электрической энергии в тепловую у них не высока, так же как н у СВЧ-плазмотронов. Иногда используются комбинированные плазмотроны — дуговой — ВЧ-плазмотрон, постоянного и переменного тока и другие плазмотроны, позволяющие использовать соответствующие преимущества применяемых схем. [c.85]

Плазмотроны переменного тока [c.96]

Другие существующие плазмотроны переменного тока являются во многом комбинацией выше рассмотренных основных схем в зависимости от их назначения и мощности, которая может меняться от единиц до десятков тысяч киловатт. Плазмотроны большой мощности используются для металлургических и плазмохимических процессов, а малой мощности — для резки, сварки, наплавки и других процессов. [c.101]

Наибольшее распространение в настоящее время получили дуговые плазмотроны, питаемые постоянным током. Плазмотроны постоянного тока с источником питания на основе статических выпрямителей, незначительно уступая по первоначальным затратам и эксплуатационным расходам плазмотронам переменного тока, обеспечивают большую стабильность горения дуги и точность поддержания параметров технологического процесса. [c.163]

Приведены результаты исследований и разработок электро дуговых плазмотронов постоянного и переменного тока и методы их расчета. [c.2]

Напомним, что электроды плазмотрона снабжены катушками для создания магнитного поля. Более подробно организация вращения дуги переменного тока магнитным полем будет рассмотрена в гл. 6. Здесь же приведем некоторые данные о влиянии магнитного поля на характеристики плазмотрона. [c.150]

Применение переменного магнитного поля для вращения дуги переменного тока или ее ножки имеет ряд принципиальных особенностей. Рассмотрим элемент плазмотрона с вихревой стабилизацией дуги, состоящий из электрода с магнитной катушкой, питаемой переменным током (рис. 6.1). [c.165]

Рассмотрим влияние осесимметричного течения газа в плазмотроне типа Звезда на характеристики дуги переменного тока в рамках линейной теории. В первом приближении пренебрежем изменением температуры газа в дуге во времени на поле течения в дуговом канале, т.е. поле течения считаем стационарным. В разд. 7.7 показано. что в неподвижном газе изменения радиуса проводящего столба дуги во времени невелики, что до некоторой степени оправдывает такое допущение. Кроме того, пренебрежем влиянием переноса теплоты вдоль оси за счет теплопроводности по сравнению с кон- [c.212]

По роду используемого тока наиболее распространены режущие плазмотроны постоянного тока, отличающиеся лучшей стабильностью горения дуги. Проведены исследования режущих плазмотронов на пульсирующем токе исследуются также возможности применения переменного тока промышленной частоты. [c.154]

В связи с вышеизложенным привлекает внимание использование полых медных электродов, которые дают возможность увеличить мощность режущего плазмотрона и ресурс работы электродной системы, а также использовать переменный ток промышленной частоты [44]. [c.161]

Питание плазмотронов осуществляется постоянным, переменным, комбинированным и высокочастотным током. Практическое применение при восстановлении деталей получили плазмотроны постоянного тока. [c.350]

Существующие работы по электроплазменным процессам и установкам разрозненны (отдельные данные опубликованы в периодической и патентной литературе, в тезисах докладов различных конференций и симпозиумов, выпущенных малыми тиражами) по многим вопросам отсутствуют необходимые обобщения и рекомендации. Так, нет подробного анализа существующих конструкций плазмотронов и их характеристик. Нет систематизированных сведений о практическом применении высокочастотной плазмы и электродуговой плазмы переменного тока и их эффективности по сравнению с плазмой постоянного тока. Слабо и бессистемно освещены различные способы ведения технологических процессов, особенно современных. Все это существенно сдерживает развитие и применение электроплазменных процессов в народном хозяйстве. [c.3]

Наиболее широкое распространение получил дуговой разряд, зажигаемый между электродом и обрабатываемым материалом, особенно в процессах сварки, резки (рис. 2), наплавки, напыления, строжки, плавки (рис. 4), плазменно-дугового переплава (рис. 3). Струйные плазмотроны нашли применение в процессах нанесения покрытий, обработки дисперсных материалов, в плазмохимии. В настоящее время существует большое количество способов возбуждения и стабилизации дугового разряда и особенно способов стабилизации положения столба дуги и ее электродных участков как на постоянном, так и на переменном токах. [c.21]

В настоящее время имеется множество различных конструкций плазмотронов или, как их иногда называют, генераторов плазмы, подогревателей плазмы. Существующие плазмотроны можно разделить на группы. Это плазмотроны на постоянном и переменном токе, высокочастотные и сверхвысокочастотные плазмотроны, а также комбинированные. Такое разнообразие схем плазмотронов обусловлено в первую очередь различными требованиями технологических процессов и возможностями создания плазменных потоков с необходимыми параметрами. [c.85]

Плазмотроны со стабилизацией дуг электродами. Такие плазмотроны имеют наиболее простую схему электропитания и работают только иа переменном токе. Обычно они состоят из трех и более электродов. Однофазные плазмотроны такой конструкции не нашли широкого применения из-за трудностей обеспечения устойчивого горения дуги. [c.97]

Комбинированные плазмотроны. В таких плазмотронах совместно используются дуги постоянного и переменного токов. Они в последнее время получают все более широкое применение, особенно в металлургических процессах, при сварке, наплавке и т. п. Использование дуги постоянного тока как наиболее устойчивого электрического разряда позволяет создать плазмотроны с большим диапазоном изменения по току и расходу газа, а также в большинстве случаев упростить конструкцию и снизить требования к электродам. Кроме того, создаются возможности достаточно просто получить объемный поток плазмы. [c.99]

Конструкции комбинированных плазмотронов во многом аналогичны конструкциям плазмотронов постоянного тока, а схемы подачи переменного тока в дуговой промен уток такие же, как и у рассмотренных выше плазмотронов. Основная особенность комбинированных плазмотронов заключается в том, что плазмотроны постоянного тока являются, как правило, вспомогательными и служат для создания плазмообразующей среды, обеспечивающей, [c.100]

Из большого многообразия конструктивных схем комбинированных плазмотронов можно выделить две основные 1) когда электроды плазмотрона постоянного тока включены в цепь питания независимо от электродов переменного тока, т. е. в этом случае плазмотроны имеют между собой контакт только через плазменный поток (рис. 53, а) 2) когда плазмотроны переменного и постоянного токов имеют общие электроды (рис. 53, б). На рис. 53 схематично показаны такие плазмотроны, разработанные во Франции Аналогичные схемы плазмотронов разработаны в Бельгии и Англии [c.100]

Данные плазмотроны по сравнению с комбинированными плазмотронами с независимым включением электродов имеют более высокий ресурс работы электродов с такой же высокой устойчивостью повторного возбуждения дуги переменного тока, кроме того, упрощается конструктивная схема плазмотрона. [c.101]

Плазмотроны могут работать на постоянном или переменном токе, причем в первом случае при прямой (катод — электрод плазмотрона, анод — заготовка) или при обратной полярности. При ПМО преимущественно применяют плазмотроны, работающие на постоянном токе прямой полярности. [c.12]

Источниками постоянного тока являются, как правило, различные выпрямительные устройства. Если рассматривать плазмотроны мульти-мегаваттного уровня, то такие устройства превращаются в очень сложные, громоздкие и дорогостоящие сооружения. Плазмотроны переменного тока не требуют для питания никаких специальных устройств, их питание производится непосредственно от промышленной трехфазной сети. Коммутационная аппаратура этих сетей относительно проста и надежна, а мощность практически. неограничена. Диапазон стандартных напряжений трехфазных сетей весьма широк, что облегчает выбор схемных решений плазмотронов применительно к различным задачам. [c.31]

Поскольку при использовании переменного тока выделяемая в дуге мощность периодически изменяется во времени с дюйной частотой сети, то в плазмотронах переменного тока в принципе всегда должны наблюдаться колебания выходных параметров. Если эти колебания нежелательны, то для их устранения или уменьшения необходимо вводить успокоительную камеру. [c.32]

Известно, что при создании мощных плазмотронов no TOJWHoro тока основной трудностью является обеспечение длительной работоспособности катода. В плазмотронах переменного тока анод и катод меняются местами каждые 0,01 с, поэтому простое перенесение схем плазмотронов постоянного тока на плазмотроны переменного тока возможно далеко не во всех случаях. [c.32]

Однако для плазмотронов переменного тока с вихреюй стабилизацией дуги применение постоянного магнитного поля нецелесообразно по следующей причине. Если в какой-нибудь полупериод приэлектродный участок, или ножка дуги, вращается в ту же сторону, что и вихрь, то в следующий полупериод направление вращения изменится на протиюположное. Это приведет к уменьшению скорости вращения ножки дуги или даже к ее остановке на какое-то время, что. естественно, ухудшит стойкость электродов. [c.164]

Электрическая дуга переменного тока промьплленной частоты широко используется в различных технических, технологических и экспериментально-исследовательских устройствах в качестве высокоинтен-сивноро источника тепла. Сюда относятся электродуговые сталеплавильные и руднотермические печи, различные электросварочные установки и аппараты, дуговые лампы, плазмотроны переменного тока и т.д. С другой стороны, дуга переменного тока неизбежно возникает в коммутационных аппаратах при отключении нафузки, где она является нежелательным явлением. [c.187]

Рис. 52. Схемы плазмотронов переменного тока а, б — с электродами, распределенными по длине дугового канала в, г — с ращеп-ленным дуговым каналом

Плазмотроны с совмеьценными электродами (рис. 53, б) характеризуются тем, что суммарный ток, протекающий через совмещенные электроды, не меняет своего направления при силе постоянного тока большей, чем сила переменного тока. Поэтому в зависимости от полярности плазмотронов постоянного тока основные электроды работают как аноды или как катоды в пульсирующем режиме. Как правило, используются плазмотроны прямой полярности (рис. 53, б), и основные электроды плазмотрона переменного тока являются анодами. Такой выбор определяется тем, что в качестве анода хорошо работает широко распространенный материал — медь. [c.101]

Плазменной называют сварку сжатой дугой. Столб дуги помещают в узкий канал, который ограничивает его расширение. Устройства для получения сжатой дуги называют плазмотронами (рис. 113). Простейший плазмотрон состоит из изолятора 1, неплавяш егося электрода 2 и медного охлаждаемого водой сопла 3. В сопло тангенциально (по касательной к его цилиндрической поверхности) или аксиально (вдоль оси электрода) подают плазмообразующий инертный, нейтральный или содержащий кислород газ, который в столбе дуги нагревается до высокой температуры. Плазмотроны могут работать на постоянном или переменном токе. [c.223]

Разновидностью дуги переменного тока является трехфазная дуга. В плазмотроне для трехфазной сжатой дуги (рис. 115) устанавливаются два неплавящихся электрода. Дежурной дугой служит дуга между этими электродами, а сопло остается электрически нейтральным. Дежурная дуга питается от фаз основного источника питания. Когда дуги между электродами и деталью еще не возбуждены, сила тока межэлектродной дуги невелика, но достаточна для зажигания основных дуг. Для ограничения силы тока дежурной дуги не требуется никаких спещ1альных устройств. [c.226]

Реакторы, представленные на рис. 4.6.6, н, о, разработаны фирмой Ионарк смелтерс (США) для процесса переработки цирконового песка с целью получения диоксида циркония. Плазменная струя, генерируемая в электродуговом плазмотроне постоянного тока небольшой мощности, создает электропроводный промежуток между графитовыми электродами (рис. 4.6.6, н) и позволяет стационарно поддерживать между ними дугу переменного тока. [c.448]

Таким образом, эксперименты на модельных однофазных установках позволили обоснованно выбрать размеры конфузорного канала для плазмотрона 3везда , а также установить некоторые особенности поведения дуги переменного тока в узком канале при наличии протока газа. [c.147]

Вращение приэлектродных участков дуги переменного тока можно осуществить с помощью как постоянного, так и переменного магнитных полей. При применении постоянного магнитного поля электромагнитная сила будет менять 11аправление два раза за период и приэлектродный участок будет вращаться в разные стороны в разные полупериоды тока. Для плазмотронов с магнитной стабилизащ1ей дуги это обстоятельство не имеет значения (если только напряженность магнитного поля выбрана достаточно большой, чтобы за один полупериод дуга делала не менее одного оборота). [c.164]

В предыдущих разделах была показана принципиальная возможность использования переменного магнитного поля для вращения ножки дуги переменного тока в плазмотронах с вихревой стабилизацией дуги. Охугветствующая экспериментальная проверка проводилась на плазмотроне Звезда . Для этого в торце одного из электродов было установлено окно из оргстекла, через которое проводили скоростную киносъемку процесса вращения ножки дуги. [c.185]

Более точный учет течения газа в плазмотронах значительно осложняется тем обстоятельством, что это течение обычно имеет турбулентный характер. По существу, на начальном этапе находится даже теория дуги постоянного тока в турбулентном потоке. Разработка теории турбулентной дуги переменного тока сопровождается еще большими трудностями вследствие присущих этой дуге колебаний мош1Ности. [c.214]

Наибольшее развитие получили плазмотроны, работающие на токе промышленной частоты. Это обусловлено простотой и высоким к. п. д. схемы электропитания, возможностью плавного регулирования рабочего тока и отсутствием трудностей для создания источников питания мощностью в десятки мегаватт и более с к. п. д. 90—95%. Однако дуга переменного тока менее устойчива, чем дуга постоянного тока. Кроме этого электроды имеют небольшой ресурс работы (не более 200 ч). Например, советский плазмотрон ЭДП-5м, представленный на международной выставке Электро-77 , обеспечивает ресурс непрерывной работы 200ч на аргоне, азоте и водороде при мощности, вводимой в разряд до 12 МВт. [c.96]

Плазмотроны с ВЧ-сопровождением. Повышение устойчивостн горения дуги в плазмотроне, особенно однофазном, обеспечивается применением ВЧ-сопровождения, т. е. совместного горения дуги переменного тока промышленной частоты и высокочастотной слабо-точной дуги. В этом случае достигается стабильное повторное [c.99]

Различают горячую (высокотемпературную) и холодную (низкотемпературную) плазму. Степень ионизации частиц (отношение числа ионов к общему числу частиц) в горячей плазме близка к единице, их температура составляет сотни тысяч градусов. В таком состоянии находится вещество в недрах Солнца. Горячая плазма отличается очень высокой электропроводимостью. Низкотемпературную плазму получают в плазменных генераторах (плазмотронах) со степенью ионизации, равной 1%. Наиболее просто эту задачу решают при помощи дуговых плазмотронов, в которых газ нагревается до 10 ООО—30 000° С, проходя через сжатую электрическую дугу постоянного или переменного тока с высокой концентрацией мощности, и образует достаточно чистую плазму, малоза-грязнунную посторонними примесями. [c.273]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...