Details

Title: Разработка лампового генератора мощностью 60 кВА и частотой 1,76 МГц для высокочастотных плазменных технологий: выпускная квалификационная работа бакалавра: направление 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника» ; образовательная программа 13.03.02_10 «Электрооборудование и электрохозяйство предприятий, организаций, учреждений»
Creators: Грудин Артём Александрович
Scientific adviser: Грачев Сергей Юльевич
Other creators: Бельский Родион Артемович; Иванов Дмитрий Владимирович
Organization: Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. Институт энергетики
Imprint: Санкт-Петербург, 2021
Collection: Выпускные квалификационные работы; Общая коллекция
Subjects: плазмотрон; ламповый генератор; генераторная лампа; matlab simulink; моделирование; колебательный контур; plasma torch; lamp generator; generator lamp; simulation; oscillating circuit
Document type: Bachelor graduation qualification work
File type: PDF
Language: Russian
Level of education: Bachelor
Speciality code (FGOS): 13.03.02
Speciality group (FGOS): 130000 - Электро- и теплоэнергетика
Links: Отзыв руководителя; Отчет о проверке на объем и корректность внешних заимствований
DOI: 10.18720/SPBPU/3/2021/vr/vr21-2354
Rights: Доступ по паролю из сети Интернет (чтение, печать, копирование)
Record key: ru\spstu\vkr\11761

Allowed Actions:

Action 'Read' will be available if you login or access site from another network Action 'Download' will be available if you login or access site from another network

Group: Anonymous

Network: Internet

Annotation

Объектом исследования является ламповый генератор мощностью 60 кВА и частотой 1,76 МГц, который применяется для питания высокочастотного индукционного (ВЧИ) плазмотрона. Ламповый генератор является преобразователем энергии переменного тока промышленной частоты в энергию тока высокой частоты. Это преобразование осуществляется с помощью генераторной лампы (триода) ГУ-66А и колебательной системы, включаемых определенным образом. Генераторная лампа выполняет роль регулятора, с помощью которого обеспечивается питание колебательного контура, а также поддержание незатухающих электромагнитных колебаний в нем. Наличие колебаний в колебательном контуре вызовет появление колебательной мощности, которая будет называться в дальнейшем полезной мощностью генератора. Различают два основных типа ламповых генераторов: с независимым возбуждением и c самовозбуждением. Их отличие, главным образом, состоит в том, что при независимом возбуждении колебания генерируются извне (от постороннего источника), частота этих колебаний задаётся самим источником. При самовозбуждении колебания генерируются непосредственно внутри ламповых генераторов, а их частота задаётся самим же генератором. В процессе выполнения работы был произведен приближенный инженерный расчёт элементов схемы лампового генератора двух типов: одноконтурный и трехконтурный, а также составлены их модели. Моделирование проводилось в программной среде MatLab Simulink. Кроме этого, была проведена серия расчётов лампового генератора в различных режимах работы: при независимом возбуждении и при самовозбуждении. В результате моделирования лампового генератора удалось достичь мощности, достаточной для питания плазмотрона. В целом, при моделировании система показала себя достаточно устойчивой к работе. Это говорит о том, что генератор успешно справился с заданной нагрузкой. Генераторная лампа, применяемая в качестве регулятора колебательного контура, продемонстрировала свою эффективную работу.

The object of the study is a 60 kVA lamp generator with a frequency of 1.76 MHz, which is used to power a high-frequency induction (HFI) plasma torch. A lamp generator is a converter of power frequency alternating current energy into high frequency current energy. This transformation is carried out using a generator lamp (triode) GU-66A and an oscillating system, switched on in a certain way. The generator lamp plays the role of a regulator, with the help of which the power supply of the oscillatory circuit is provided, as well as the maintenance of undamped electromagnetic oscillations in it. The presence of oscillations in the oscillatory circuit will cause the appearance of oscillatory power, which will be called the useful power of the generator. There are two main types of tube generators: with independent excitation and self-excitation. Their difference mainly lies in the fact that with independent excitation, oscillations are generated from the outside (from an external source), the frequency of these oscillations is set by the source. When self-excited, oscillations are generated inside the lamp generator and their frequency is set by the generator itself. In the process of performing the work, an approximate engineering calculation was made of the elements of the circuit of a lamp generator of two types: single-circuit and three-circuit, and their models were also compiled. In the process of performing the work, an approximate engineering calculation was made of the elements of the circuit of a lamp generator of two types: single-circuit and three-circuit, and their models were also compiled. The simulation was carried out in the MatLab Simulink software environment. In addition, a series of calculations of the lamp generator was carried out in various operating modes: independent excitation and self-excitation. As a result of modeling the lamp generator, it was possible to achieve a power sufficient to power the plasma torch. In general, during simulation, the system showed itself to be quite stable. All this suggests that the generator has successfully coped with the given load. The generator lamp used as a regulator of the oscillating circuit has demonstrated its effective operation.

Document access rights

Network User group Action
ILC SPbPU Local Network All Read Print Download
External organizations N2 All Read
External organizations N1 All
Internet Authorized users SPbPU Read Print Download
Internet Authorized users (not from SPbPU, N2) Read
Internet Authorized users (not from SPbPU, N1)
-> Internet Anonymous

Table of Contents

  • Введение
  • Глава 1. Обзор существующих высокочастотных плазменных технологий, применяемых источников питаний, обоснование актуальности работы
  • Глава 2. Расчёт ВЧИ плазмотрона в различных режимах работы с целью определения его эквивалентных параметров как нагрузки лампового генератора
    • 2.1. Математическая модель
    • 2.2. Граничные условия
    • 2.3. Построение модели в среде COMSOL Multiphysics
    • 2.4. Результаты моделирования
  • Глава 3. Разработка лампового генератора
    • 3.1. Краткие теоретические сведения
    • 3.2. Аппроксимация паспортных характеристик генераторной лампы ГУ-66А
    • 3.3. Приближённый расчёт элементов схемы одноконтурного лампового генератора
    • 3.4. Создание модели одноконтурного лампового генератора с независимым возбуждением
    • 3.5. Создание модели одноконтурного лампового генератора с самовозбуждением
    • 3.6. Приближенный расчет элементов схемы трехконтурного лампового генератора
    • 3.7. Создание модели трехконтурного лампового генератора с независимым возбуждением
    • 3.8. Создание модели трехконтурного лампового генератора с самовозбуждением
  • Заключение
  • Список использованных источников

Usage statistics

stat Access count: 12
Last 30 days: 3
Detailed usage statistics