Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


Совершенствование источника питания мощностью 100 кВАр для генерации плазмы

Работа №34891

Тип работы

Магистерская диссертация

Предмет

электроэнергетика

Объем работы85
Год сдачи2019
Стоимость4900 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
363
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


Введение 6
Патентный обзор 9
Информационный обзор 15
1.1. Области применении постоянного тока в технологии 15
1.2. Выпрямитель в источнике питания постоянного тока 16
1.3. Электрооборудование источников питания постоянного тока... 19
Импульсные источники питания, работающие в ключевом режиме 26
Зарядные устройства накопителей энергии 33
Разрядное устройство импульсного преобразователя 34
Схемы ИМПУЛЬСНЫХ источников питания 35
Надежность ИВЭП 43
Источники питания быстропроточных лазеров 47
Специальная часть 52
Задача 52
Методы решения 53
Общие решения 53
Моделирование принудительной конвекции охлаждения корпуса с вентилятором и решетка радиатора 57
Резюме 57
Глобальные определения 58
Учет материала изготовления компонентов при охлаждении 60
Заключение 78
Список литературы

Большие возможности, открывающиеся в электротехнологии при использовании полупроводниковых преобразователей электроэнергии, определяют все возрастающий интерес к таким устройствам со стороны самого широкого круга специалистов. Эти устройства позволяют преобразовывать электроэнергию без движущих деталей и с весьма малыми потерями, а также получать ее в виде постоянного тока, переменного тока «нестандартной» частоты, начиная от долей герца и кончая десятками мегагерц, импульсов тока и т.д. Кроме того, одновременно с преобразованием энергии данные преобразователи позволяют осуществлять плавное регулирование передаваемой мощности с высоким быстродействием и стабилизацию электрических параметров (тока, напряжения, мощности, частоты и др.). Силовая электроника, базирующаяся на полупроводниковых приборах с большой нагрузочной способностью, к которым относятся диоды, транзисторы и тиристоры, вместе с бурно развивающейся микроэлектроникой дает возможность создавать преобразователи с высокими эксплуатационными показателями.
Электротермические и электротехнологические установки обладают специфическими особенностями, которые предъявляют к источникам питания высокие требования, как по точности регулирования основных параметров, так и по энергетическим характеристикам. Данные установки являются наиболее крупными потребителями электроэнергии (установленная мощность достигает десятков мегаватт); диапазон рабочих частот колеблется от единиц герц до десятков мегагерц при непрерывном и импульсном формах тока. Поэтому правильный выбор тина источника питания и его схемы, а также возможность плавного регулирования выходных параметров по оптимальному алгоритму обеспечивают высокие технико-экономические показатели установки.
Качество генерации электрической дуги плазмотронами во многом определяется источником питания (ИП), который должен обеспечивать устойчивое горение дуги, поддержание заданного среднего значения тока, управление средним значением тока в диапазоне от начального до номинального, заданный уровень пульсаций, максимально возможный КПД, максимально возможное значение коэффициента мощности, обладать минимальными массогабаритными показателями и ценой.
Для рассматриваемого плазмотрона целесообразно использовать следующий источник питания: тиристорный управляемый выпрямитель с автоматической стабилизацией тока и обратной связью по току.
Напряжение холостого хода ИП должно быть больше рабочего напряжения дуги плазмотрона. Как было показано выше, рабочее напряжение на дуге плазмотрона 216 В, сила тока -100 А. Принимаем коэффициент запаса по напряжению равным 1,3.
К настоящему времени лазерная генерация в лабораторных условиях получена на сотнях различных материалов, используемых в качестве активной среды, и этот список новых лазерных источников излучения продолжает расширяться.
Лазеры разделяются по типам прежде всего в зависимости от их активной среды. Разнообразие свойств активных веществ приводит к большому числу возможных механизмов получения инверсии населенности и требует различных способов возбуждения активной среды. Все это затрудняет введение достаточно простой, но в то же время всеобъемлющей классификации лазеров. Тем не менее лазеры можно классифицировать по следующим признакам: по агрегатному состоянию активной среды (газовые, твердотельные, жидкостные, полупроводниковые); методу накачки (газоразрядные, газодинамические, химические, инжекционные), временному режиму генерации (непрерывные, импульсные, импульсно-периодичесикие); частотному режиму генерации (одно- и многомодовые, одночастотные); уровню выходной мощности излучения; эксплуатационным характеристикам (КПД, уровню потребляемой мощности, массогабаритными параметрами и
пр.) Наиболее подробно рассмотрим молекулярные лазеры на колебательновращательных переходах в пределах одного электронного состояния (С02).
Газоразрядные С02-лазеры представляют собой целый класс лазеров, различающихся по способу прокачки, возбуждения и охлаждения рабочей смеси:
С02-лазеры с диффузионным охлаждение рабочей смеси (с медленной продольной прокачкой);
С02-лазеры с конвективным охлаждением рабочей смеси (с быстрой продольной или поперечной прокачкой);
Импульсные электроразрядные С02- лазеры; С02- лазеры
Газодинамические С02- лазеры;
Волноводные С02- лазеры с ВЧ возбуждением;
В некоторых типах С02-лазеров может использоваться накачка электронным пучком, а также предионизация УФ излучением.
С02 являются одними из наиболее распространенных типов современных лазеров. Это связано с его высокой эффективностью, простой реализации и возможностью достижения большой мощности излучения. С02- лазеры характеризуются наибольшими значениями достигнутой средней мощности излучения, хорошей отработанностью конструкций, высокими значениями полной энергетической эффективности (до 10%), хорошим оптическим качеством пучка, надежностью и эксплуатации.


Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании студенческих
и аспирантских работ!


Анализ полученных результатов исследования показал, что разработанная модель может применяться в расчетах при проектировании источников питания и регулирования температуры систем питания, а также при выполнении исследовательских и проектных работ по реконструкции систем энергоснабжения плазменных технологических комплексов.


1. Устройство для охлаждения вторичных источников питания: Пат. RU 168761 (МПК H01L 23/38) Колбас Юрий Юрьевич (RU), Новиков Владимир Станиславович (RU). № 2016137355; заявл. 20.09.2016; опубл 17.02.2017, Бюл. №5
2. ШТЫРЕВОЙ РАДИАТОР ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ РЭА: Пат. RU 92287 (МПК Н05К 7/20) Килиба Юрий Владимирович (RU), Романов Игорь Владимирович (RU), Петров Александр Владимирович (RU), Ионов Александр Сергеевич (RU), Игнатьев Роман Николаевич (RU). № 2017125347; заявл. 14.07.2017; опубл 09.06.2018, Бюл. №16
3. РАДИАТОР (ВАРИАНТЫ): Пат. RU 76537 (МПК Н05К 7/20) Муров Юрий Михайлович (RU). № 2008115334/22; заявл. 24.11.2009; опубл 20.09.2008, Бюл. №26
4. РАДИАТОР: Пат. RU 168761 (МПК Н05К 7/20) Муров Юрий Михайлович (RU). № 2008113244/09; заявл. 26.03.2008; опубл 27.06.2009, Бюл. №18
5. РАДИАТОР ДЛЯ ЭЛЕКТРОННОЕ О КОМПОНЕНТА: Пат. RU 2
360 381 (МПК Н05К 7/20) Муров Юрий Михайлович (RU). № 2009143561/22; заявл. 24.11.2009; опубл 10.03.2010, Бюл. №7
6. СНиП 2.35-75 “Котельные установки”.
7. СНиП 2.04.07-86 “Тепловые сети”.
8. СНиП 41.101-95 “Проектирование тепловых пунктов”.
9. СНиП 23-01-99 “Строительная климатология”.
10. Эстёркин Р.И. “Котельные установки. Курсовое и дипломное проектирование”, 1989 г. Энергоатомиздат.
11. “Справочник по котельным установкам малой производительности”. К.Ф. Родатис, А.Н. Полтарецкий. Энергоатомиздат. 1989г.
12. Днепров Ю.В. “Монтаж котельных установок малой и средней мощности”. 1985 г.
13. Гусев Ю.Л. “Основы проектирования котельных установок”. 1972 г.
14. Ривкин С.Л. и др. “Теплофизические свойства воды и водяного пара”. 1980 г.
15. Зыков А.К. “Паровые и водогрейные котлы”. 1987 г.
16. “Паровые котлы типа Е (ДКВР): техническое описание,
инструкция по монтажу и эксплуатации котлов”. Министерство энергетического машиностроения Бийский котельный завод.
17. Смолянов Л.С. “Инженерное оборудование коммунальнобытовых предприятий”.
18. Соколов Е.Я. “Теплофикация и тепловые сети”: Учебник для вузов. - 5-е изд. перераб. -М.: Энергоиздат, 1982 г. 360 с. ил.
19. Пат. 2 580 844, Российская Федерация, МПК F22B 33/18, F22B 37/54. Способ работы теплогенерирующей установки / Шарапов В. И., Махмутов И. Р., Хамидуллов Д. Р., Прокопенко И. В.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ульяновский государственный технический». - №2015109012/06; заявл. 13.03.2015; опубл. 10.04.2016 Бюл. № 10.
20. Пат. 2 548 962, Российская Федерация, МПК C02F 1/20, B01D 19/00. Способ деаэрации воды для тепловой электрической станции / Шарапов В. И., Пазушкина О.В., Кудрявцева Е.В., Курочкина А.С.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ульяновский государственный технический». - № 2013135390/05; заявл. 26.07.2013; опубл. 20.04.2015 Бюл. № 11.
21. Пат. 2 580 769, Российская Федерация, МПК F01K 17/02. Способ
подогрева добавочной питательной воды в тепловой электрической станции /
Шарапов В. И., Кудрявцева Е.В.; заявитель и патентообладатель Федеральное
государственное бюджетное образовательное учреждение высшего
80
профессионального образования «Ульяновский государственный технический». - № 2014134478/02; заявл. 22.08.2014; опубл. 10.04.2016 Бюл. № 10.
22. Пат. 105 282, Российская Федерация, МПК C02F 1/20, B01D 19/02. Деаэратор / Рахимов Р. А., Горбатых В. П.; заявитель и патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский энергетический институт (технический университет)" ГОУВПО "МЭИ (ТУ)"). - № 2010154538/05; заявл. 31.12.2010; опубл. 10.06.2011 Бюл. № 16.
23. Пат. 123 407, Российская Федерация, МПК C02F 1/20.
Центробежно-вихревой деаэратор / Дикарев М. А.; заявитель и патентообладатель Дикарев Михаил Анатольевич - № 2012130678/05; заявл. 17.07.2012; опубл. 27.12.2012 Бюл. № 36.
24. Пат. 2 473 009, Российская Федерация, МПК F22D 1/50.
Термический деаэратор / Гиммельберг А. С., Чупраков М. В., Егоров П. В., Григорьев Г. В., Михайлов В. Г., Баева А.Н., Эрнандес А. Д.; заявитель и патентообладатель Открытое акционерное общество "Научно- производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И. Ползунова" (ОАО "НПО ЦКТИ"). - № 2011127612/06; заявл. 05.07.2011; опубл. 20.01.2013 Бюл. № 2.
25. Пат. 2 558 109, Российская Федерация, МПК C02F 1/20.
Вакуумный деаэратор / Кудинов А. А., Зиганшина С. К.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный технический университет" - № 2014102074/05; заявл. 22.01.2014; опубл. 27.07.2015 Бюл. № 21.
26. Ротов, П.В. Совершенствование систем централизованного теплоснабжения, подключенных к тэц, путем разработки энергоэффективных технологий обеспечения нагрузок отопления и горячего водоснабжения: дне.
... док. техн. наук: 05.14.14 и 05.14.04. / Ротов Павел Валерьевич. - Ульяновск;□ 2015. - 410 с.
27. СП 124.13330.2012 Тепловые сети. Актуализированная редакция СНиП 41-02-2003.
28. СП 61.13330.2012 «СНиП 41-41-03-2003 Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов».
29. СП 31.13330.2012 Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. Актуализированная редакция СНиП 2.04.02-84.
30. Энергосбережение в котельных установках ТЭС и систем теплоснабжения: монография / А.А. Кудинов, С.К. Зиганшина. - М.: НИЦ ИНФРА-М, 2016. - 342 с.: 60x90 1/16. - (Научная мысль) (Переплёт 7БЦ) ISBN 978-5-16-011155-1,500 экз.
31. Чиж, В.А. Водоподготовка и водно-химические режимы ТЭС и АЭС [Электронный ресурс]: учеб, пособие / В.А. Чиж, Н.Б. Карницкий, А.В. Нерезько. - Минск: Вьтттт. тик., 2010. - 351 с.: ил. - ISBN 978-985-06-1877-1.
32. Источники и системы теплоснабжения предприятий [Текст] :
учебник / В. М. Лебедев, С. В. Приходько и др.; под ред. В. М. Лебедева. — М.: ФГБОУ «Учебно-методический центр по образованию на
железнодорожном транспорте», 2013. — 384 с. — ISBN 978-5-89035-639-0.
33. Чиж, В. А. и др. Водоподготовка и водно-химические режимы ТЭС и АЭС [Текст] : лабораторный практикум: учеб, пособие / В. А. Чиж [и др.]. - Минск : Выш. шк., 2012. - 159 с.: ил. - ISBN 978-985-06-2122-1.
34. АВОК : вентиляция, отопление, кондиционирование воздуха, теплоснабжение и строительная теплофизика [Текст] : журнал / Ред. кол.: М. М. Бродач, В. Г. Гагарин, В. И. Ливчак, Ю. А. Табунщиков (гл. ред.) [и др.]. — № 2. — М.: АВОК-ПРЕСС, 2014. — 108 с. — 16+. — ISSN 1609-7843
35. Научно-технический вестник Поволжья [Текст] : научный журнал / Учредитель: ООО "Научно-технический вестник Поволжья" ; гл. ред. Р. X. Шагимуллин. - 2015, № 2. - Казань : Научно-технический вестник Поволжья,
2015. - 253 с. - ISSN 2079-5920
36. Котельные установки и парогенераторы [Текст] : учебник / В. М. Лебедев, А. С. Заворин, С. В. Приходько, В. В. Овсянников ; под ред. В. М. Лебедева. — М.: ФГБОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2013. — 376 с. — ISBN 978-5-89035-641-3.
37. Ведрученко, В. Р. Ремонт тепломеханического оборудования [Текст] : учеб, пособие / В. Р. Ведрученко, А. С. Анисимов. — М.: ФГБОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2015. — 160 с. — ISBN 978-5-89035-798-4.
38. Расчет и проектирование теплообменников: учебник / А.Н. Остриков, А.В. Логинов, А.С. Попов, И.Н. Болгова. Воронеж, гос. технол. академия. - Воронеж: ВГТА, 2011- 427с.
39. Кудрявцев Е.М. Компас - 3D. Проектирование в машиностроении. М.: ДМК пресс, 2009,- 440 с.
40. Лебедев П.Д., Щукин А.А. «Теплоиспользующие установки промышленных предприятий. (Курсовое проектирование). Учеб, пособие для энергетических вузов. «Энергия», Москва, 1970.
41. Лебедев П.Д. «Теплообменные сушильные и холодильные установки». Учебник для студентов технических вузов. 2-е издание. «Энергия», Москва, 1972.
42. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию/ Г.С.Борисов, В.П.Брыков, Ю.И.Дытнерский и др. Под. ред. Ю.И.Дытнерского, 2-е изд., перераб. и дополн. М.: Химия, 1991. - 496 с.
43. Ульянов Б.А., Бадеников В.Я., Ликучёв В.Г. Процессы и аппараты химической технологии. Учебное пособие - Ангарск: Издательство Ангарской государственной технической академии, 2005 г. - 903 с.
44. "Энциклопедия современной техники. Строительство." М., 1964
45. Стахеев И.В. «Основы проектирования процессов и аппаратов пищевых производств» Минск, 1972,1975.
46. Гребенюк С.М. и др., Расчеты и задачи по процессов и аппаратов пищевых производств. -Агропромиздат, 1996
47. Павлов К.Ф., Романков П.Г.,Носков А.А. «Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: Учебное пособие для вузов. 9-е изд., перераб. И доп. - Л.: Химия, 1981.-560 с., ил.
48. Жукаускас А.А. Конвективный перенос в теплообменниках. М., Наука, 472 с., 1982.
49. Зингер Н.М., Тарадай А.М., Бармина Л.С. Пластинчатые теплообменники в системах теплоснабжения.
50. М., Энергоатомиздат, 256 с., 1995.
51. Коломойцева М.Б., Хо Д.Л. Адаптивные системы управления динамическими объектами на базе нечетких регуляторов. М., Спутник, 217 с., 2002.
52. Мирошник И.В., Никифоров В.О., Фрадков А.Л. Нелинейное и адаптивное управление сложными динамическими системами. СПб., Наука, 549 с., 2000.
53. Прохоренков А.М. Реконструкция отопительных котельных на базе информационно-управляющих комплексов. Наука - производству, № 2, с. 51-54, 2000.
54. Уонг X. Основные формулы и данные по теплообмену для инженеров. Справочник. М., Атомиздат, 212 с., 1979.
омиздат, 1996
42. Павлов К.Ф., Романков П.Г.,Носков А.А. «Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: Учебное пособие для вузов. 9-е изд., перераб. И доп. - Л.: Химия, 1981.-560 с., ил.
43. Жукаускас А.А. Конвективный перенос в теплообменниках. М., Наука, 472 с., 1982.
44. Зингер Н.М., Тарадай А.М., Бармина Л.С. Пластинчатые теплообменники в системах теплоснабжения.
45. М., Энергоатомиздат, 256 с., 1995.
46. Коломейцева М.Б., Хо Д.Л. Адаптивные системы управления динамическими объектами на базе нечетких регуляторов. М., Спутник, 217 с., 2002.
47. Мирошник И.В., Никифоров В.О., Фрадков А.Л. Нелинейное и адаптивное управление сложными динамическими системами. СПб., Наука, 549 с., 2000.
48. Прохоренков А.М. Реконструкция отопительных котельных на базе информационно-управляющих комплексов. Наука - производству, № 2, с. 51-54, 2000.
49. Уонг X. Основные формулы и данные по теплообмену для инженеров. Справочник. М., Атомиздат, 212 с., 1979.


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.




© 2008-2022 Cервис помощи студентам в выполнении работ