Введение 3
Глава 1 Постановка задачи 5
1.1 Микродуговое оксидирование алюминиевых сплавов 5
1.2 Перспективность рынка установок МДО 7
1.3 Требования к математической модели установки МДО 9
Глава 2 Математическое моделирование элементов установки МДО 11
2.1 Моделирование ВАХ оксидируемых образцов 11
2.2 Моделирование RL нагрузки 24
Глава 3 Математическое моделирование силовых схем установки МДО 35
3.1 Выбор номинала катушки индуктивности установки МДО 35
3.2 Моделирование силовой схемы полумост 42
3.3 Симуляция работы силовой схемы полумост 50
3.4 Расчёт потерь на транзисторах в силовой схеме полумост и расчет радиатора для их охлаждения 69
3.5 Моделирование силовой схемы полный мост 86
3.6 Симуляция работы силовой схемы полный мост 95
Глава 4 Решение проблем ЭМС с сетью и выбор магнитопровода индуктивности 114
4.1 Выбор ККМ для питания инвертора 114
4.2 Выбор типа магнитопровода индуктивности 119
Заключение 121
Список используемых сокращений 122
Список используемой литературы 123
Объект исследования: установка МДО и оксидируемый образец с нелинейной ВАХ.
Предмет исследования: ВАХ реального образца МДО. Установки МДО, выполненные с топологией силовой схемы, полный мост и полумост.
Цель исследования: с помощью математического моделирования, проверить работу установки МДО на нелинейную нагрузку с заданными параметрами импульса тока и топологией силовой схемы , увидеть перспективность её изготовления.
Была смоделирована работа силовой схемы полумост и полный мост на нелинейную нагрузку эмулирующею сопротивление оксидируемого образца при времени с начала процесса оксидирования 5, 161 и 500 секунд и при токовом сигнале в виде трапеции для анодного и катодного импульса, частотой 2.5 кГц и 5 кГц. Из рисунков 19-30 и 47-58 видно, что с изменением ВАХ оксидируемого образца и частоты токового сигнала, алгоритму переключения транзисторов удается поддерживать заданную уставку и форму тока.
Причина по которой были произведены снятия графиков при разном ВАХ оксидируемой детали и разной частоте формирования токового сигнала состоит в том, что проще смоделировать различные варианты на компьютере и убедиться, в перспективности или ее отсутствия, той или иной схемы, чем потратить средства и время на разработку и изготовление оборудования, а потом обнаружить, что что-то пошло не так. А также из этих графиков видно, как работают силовые ключи и формируется ток оксидирования при разных условиях.
Для схемы полумост были так же рассчитаны тепловые потери и рассчитан радиатор для их охлаждения.
Были подобраны варианты источников питания инвертора и экспериментальным путем в ходе симуляции вычислено значение индуктивности.
Также нужно запатентовать схему установки МДО с топологией полумост (рисунок 15) и полный мост (рисунок 43).
Если сравнивать схему полумост и полный мост, то более выигрышно выглядит схема полный мост, так как нужен только один источник питания и динамические потери на переключение транзистора, равномерно распределяются между транзисторами одного плеча.
