Повышение точности регулирования напряжения на емкостных накопителях энергии систем импульсной плазмоэрозионной обработки гетерогенных токопроводящих сред

Abstract

Проанализированы методы повышения точности регулирования напряжения емкостных накопителей энергии и варианты их технической реализации. Приведены модели узлов зарядного устройства генератора разрядных импульсов установки плазмоэрозионной обработки гетерогенных токопроводящих сред и рассчитаны переходные процессы в них. Для идеального зарядного LC-контура найдена зависимость погрешности регулирования напряжения емкостного накопителя от его волнового сопротивления и отношения начальных условий на его элементах. Предложены алгоритмы управления порогом ограничения зарядного тока, обеспечивающие высокую точность регулирования напряжения емкостных накопителей при высокой скорости их заряда. Показано, что использование режимов, в которых частота следования импульсов заряда емкостных накопителей на порядки выше частоты следования разрядных импульсов, позволяет уменьшить погрешность регулирования напряжения на них до ± (1 - 3) % и менее.

Проаналізованo методи підвищення точності регулювання напруги ємнісних накопичувачів енергії та варіанти їхньої технічної реалізації. Показано моделі вузлів зарядного пристрою генератора розрядних імпульсів установки плазмоерозійної обробки гетерогенних струмопровідних середовищ та обчислено перехідні процеси в них. Для ідеального LC-контуру знайдено залежність похибки регулювання напруги ємнісного накопичувача від його хвильового опору та співвідношення початкових умов на його елементах. Запропоновано алгоритми керування граничною величиною зарядного струму, яка забезпечує високу точність регулювання напруги ємнісних накопичувачів при високій швидкості їхнього заряду. Показано, що використання режимів, в яких частота слідування імпульсів заряду ємнісних накопичувачей на порядки вище, ніж частота слідування розрядних імпульсів, дозволяє зменшити похибку регулювання напруги на них до ±(1÷3)% та нижче.

The methods for improving the accuracy of voltage regulation in capacitive energy storage devices and variants of their technical implementation were analyzed. With the use of the proposed models of charging device units of discharge pulse generator for plasma-erosion treatment of heterogeneous conductive media a transients in them were calculated. For the ideal charging LC-circuit the dependency of the of voltage regulation imprecision value in capacitive energy storage device from its characteristic impedance and correlation between the initial conditions on its parts was determined. The algorithms for adjusting the charging current threshold value were developed. Suggested algorithms provide highly accurate voltage regulation in capacitive energy storage devices while those devices are charged with a high speed. It is shown that the use of working mode of capacitive energy storage devices for which charge pulse repetition rate is much higher than discharge pulse repetition rate allows to reduce the voltage control imprecision value for such devices to ±(1÷3)% or less.