Details

В магистерской диссертации разработан высокочастотный транзисторный инверторный источник питания для плазмотрона постоянного тока. Анализ существующих решений выявил их недостатки и потенциал для улучшения, в частности, за счёт перехода на высокочастотный трансформатор и IGBT-инвертор, что позволило снизить габариты устройства. Моделирование в MATLAB/Simulink подтвердило корректную работу источника в заданных диапазонах напряжения и тока. Также исследован механизм зажигания дуги, оптимизированы время формирования дежурной дуги (𝑇д ≈ 122 − 140 мс) время формирования основной дуги (𝑇о ≈ 10 − 40 мс), что повышает долговечность электрода. Связь источника с плазмотроном изучена через совместное моделирование в MATLAB и COMSOL Multiphysics, что позволило проанализировать устойчивость плазменного потока, путем снятия картин распределения температуры и скорости плазменного потока при различных значениях тока (𝐼 = 100, 120 А) и расходе газа (𝐺 = 0,55, 1 г/с). Разработка показала перспективность для практического применения благодаря компактности и эффективности.

In the masters thesis, a high-frequency transistor inverter power supply for a DC plasma torch was developed. An analysis of existing solutions revealed their shortcomings and potential for improvement by switching to a high-frequency transformer and an IGBT inverter, which made it possible to reduce the dimensions of the device. Modeling in MATLAB/Simulink confirmed the correct operation of the source in the specified voltage and current ranges. The arc ignition mechanism was also studied, the pilot arc formation time (𝑇д ≈ 122 − 140 𝑚𝑠) and the main arc formation time (𝑇о ≈ 10 − 40 𝑚𝑠) were optimized, which increases the durability of the electrode. The connection between the source and the plasma torch was studied through joint modeling in MATLAB and COMSOL Multiphysics, which made it possible to analyze the stability of the plasma flow by recording temperature distribution patterns and plasma flow velocity at different current values ( 𝐼 = 100, 120 𝐴) and gas flow rate (𝐺 = 0,55, 1 𝑔/𝑠). The development has shown promise for practical application due to its compactness and efficiency.