6. Визначення характеристик плазмотронів

Вольтамперна характеристика (ВАХ) дуги (рис. 3.1) відображає залежність напруги від сили струму при не змінних геометричних розмірах електродугової камери, витрати газу, його тиску в характерному перерізі та інших визначальних параметрів. Для плазмотронів з гладким вихідним електродом ВАХ має падаючий вигляд, і описується наступним рівнянням:

(5.1)

Рис. 5.1. Вольтамперна характеристика плазмотрона

1 - G=2.2∙10³ кг/с; 2 – G=2.86∙10³ кг/с; 3 – G=1.54∙10³ кг/с

Крива, що показує залежність теплового ККД від сили струму при інших незмінних параметрах описується наступним рівнянням

(5.2)

Рис. 5.2. Залежність теплового ККД:

1 - G=2.2∙10³ кг/с; 2 – G=2.86∙10³ кг/с; 3 – G=1.54∙10³ кг/с

7. Вибір джерела живлення плазмотронів

В момент запуску плазмотрона головну роль відіграє джерело живлення, яке повинно забезпечувати не тільки стійкі робочі вольт-амперні характеристики плазмотрона, але й надати достатню напругу для пробою, необхідного для запуску плазмотрона. Тому напруга холостого ходу джерела живлення повинна бути більша робочої напруги дуги плазмотрона. Як було показано вище, робоча напруга на дузі плазмотрона 225В, сила струму - 340А. Приймаються коефіцієнт запасу по напрузі рівним 1,3. Тоді напруга холостого ходу джерела живлення складе В

Найбільш підходящим є джерело живлення ВПН-630, що забезпечує наступні показники: номінальна напруга - 280В, номінальна сила струму - 350А, номінальна потужність - 98 кВт. Для вибору джерел живлення для плазмового напилення використовуємо табл. 6.1-6.2

Таблиця 6.1 - Технічні характеристики джерел живлення плазмотронів які працюють на плазмоутворюючій суміші; повітря, повітрі + % С_xH_у ,азот.

Пара- метри	Київ -4	БЭП -40	БЭП -80	ПН 160/600	АПР -402	АПР -401	АПР -403	АПР -404	УПР -201	ВПН -630
Imin	100	80	100	410 310 240	100	100	150	200	150	50 50
Imax	300	200	315	900 780 625	450	450	400	500	250	700 350
Uхх	180 220 10%	+15 250 -28	+20 380 -38	92 138 184 10%	300 10%	300 10%	300 10%	320 10%	180 10%	140 280 10%
Uн	180 220	220	260	30 50 70	250	200	200	270	150	120 240
Iн	200	200	315	600	400	400	400	400	200	630 315
	0,9	0,85	0,85	0,6	0,88	0,64	0,65	0,84	0,86	0,7

Таблиця 6.2 - Технічні характеристики джерел живлення плазмотронів які працюють на плазмо утворюючих газах, аргон, аргон +% гелій, аргон+%водень.

Пара- метри	ВД-301	ВКС--500	СТШ-500	ВДУ-504	ВДУ 601	ВДУЧ-500	ВДУ-1201	ВДУ-1601
	100	200	100	70	60	80	300	500
	300	500	500	500	-630	500	1200	1600
	35 65	40 70	30 60	35 80	85	12-65	100	100
Р,кВт	20	38	33	40	37,8	32,5	120	155
	0,7	0,75	0,7	0,83	0,82

Для підключення плазмотронів до джерела живлення використовуються наступні схеми та підходи.

При підключенні плазмотрону з потужністью до 100кВт ( рис.6.1) до джерела живлення 1 , осцилятор 2, який призначений для ініціювання допоміжної дуги і створення електропровідної області для утворення основної дуги, підключається послідовно.

Допоміжна дуга утворюється між катодом 3 і міжелектродною вставкою (МЕВ) 4, після утворення основної дуги , між катом 3 і анодом 5 вона вимикається. Для запобігання пошкоджень джерела живлення високочастотною напругою осцилятора передбачена захистна ємність С₁. При підключенні більш потужного плазмотрону більш 100кВт осцилятор підключається паралельно (Рис.6.2). В випадку, коли треба збільшити струм на плазмотроні, а джерело живлення не виробляється, можна застосувати паралельне з’єднання стандартних зварювальних джерел живлення ( Рис.6.3.) Для регулювання ВАХ в таких випадках використовують, баластні опори R_б та дроселі насичення D_н. Коли використовуються плазмотрони , де використовується плазмо утворюючі гази де висока ступінь іонізації , вимагаються джерела живлення з високо напругою ХХ і не існує стандартного джерела живлення можна застосувати послідовне з’ єднання стандартних зварювальних джерел живлення (Рис.6.4 )

Рис.6.1.Підключення осцилятора послідовне.

1-джерело живлення,2-осцилятор,3-катод плазмотрона,4-МЕВ,5- анод плазмотрона.

Рис.6.2.Підключення осцилятора паралельне.

Рис.6.3.Підключення джерел живлення паралельне.

Рис. 6.4. Підключення джерел живлення послідовне.