Структура электротехнологического процесса

 

Современный электротехнологический процесс характеризуется множеством параметров, определяющих его основные технико-экономические показатели: производительность, качество конечного продукта, удельные затраты энергии и труда, массу и габариты установленного оборудования, себестоимость готовой продукции и многое другое.

Для создания заданного конечного продукта с требуемыми характеристиками необходимо определенным образом преобразовать электроэнергию, получаемую, как правило, от промышленной сети переменного тока.

В зависимости от вида технологического процесса первичная электроэнергия преобразуется в конечном виде в энергию химических связей, механическую энергию, либо во внутреннюю энергию. Нередко процесс преобразования энергии является многократным. Например, при лазерной резке электрическая энергия первоначально превращается в энергию когерентного светового излучения, которая, воздействуя на деталь, разогревает либо испаряет материал детали, совершая тем самым механическую работу. При ионном азотировании на поверхности обрабатываемых деталей образуются химические соединения обрабатывающей газовой среды с материалом деталей при одновременном ускорении диффузионных процессов в обрабатываемом материале. Таким образом, между обрабатываемым изделием и источником электроэнергии, как правило, присутствует определённая среда, характеристики которой определяют характеристики нагрузки преобразователя электроэнергии. Задача преобразователя электрической энергии: согласовать электрические параметры питающей сети с электрическими параметрами среды при обеспечении заданных условий. В современной электротехнологии электроэнергия, получаемая от промышленной сети переменного тока преобразуется к виду, удобному для потребления:электрическая энергия постоянного тока с заданными параметрами, импульсная электроэнергия, энергия переменного тока повышенной частоты и т.д..

СУП

ДО

ВЭ

ПИЭ пром.сеть

ПЭЭ

среда

КП

СУП-система управления процессом; ДО- дополнительное оборудование; ВЭ- выводимая энергия;

ПИЭ- первичный источник энергии; ПЭЭ- преобразователь электроэнергии; КП- конечный продукт;

Рис. 1.2. Функциональная схема электротехнологического процесса. Таким образом, преобразователь электрической энергии оказывает непосредственное влияние на физические характеристики технологического процесса (η, cosφ, гармонический состав потребляемого тока, несимметрию и т.д.). Нередко выходные характеристики преобразователя оказывают непосредственное воздействие на конечный продукт и могут приводить к его необратимым изменениям (браку). Например, при возникновении дуговых разрядов в камере ионного азотирования необходимо быстрое отключение нагрузки от питающей сети во избежание образования раковин на обрабатываемой поверхности. Скорость отключения энергии, передаваемой в нагрузку при дуговом разряде, непосредственно определяется динамическими и нагрузочными характеристиками преобразователя. В процессе технологической обработки параметры среды, в которой происходит процесс, непрерывно изменяются самопроизвольно, либо по программе, определяемой видом технологии.

Наблюдаются плавные самопроизвольные изменения (деформация ВАХ cреды с ростом температуры, давления и т.д.), либо скачкообразные изменения (переход одного вида разряда в другой при ионном азотировании, образование контактных точек при электроконтактной сварке и т.д.). Таким образом, существует некоторая обратная связь со стороны нагрузки, поэтому выходные характеристики преобразователя должны отвечать требованиям, определяемым не только статическими, но и динамическими параметрами среды (нагрузки преобразователя).

 

 

Таким образом, преобразователь электрической энергии является одним из главных, определяющих звеньев технологической цепи.