MD550Z

MD550Z - Generator de curent tehnologic pentru prelucrarea electrochimica dimensionala

Info

Publication number: MD550Z
Authority: MD
Inventors: Valeri Sirvo
Original assignee: Im Uzina Topaz S A
Priority date: 2011-07-15
Filing date: 2011-07-15
Publication date: 2013-05-31
Also published as: MD550Y; MD550Z5

Abstract

Inventia se refera la generatoarele de curent tehnologic pentru strungurile, care asigura prelucrarea electrochimica dimensionala a paletelor turbinelor compresoarelor.Generatorul de curent tehnologic pentru prelucrarea electrochimica dimensionala contine un redresor trifazat semidirijat (1), la care este conectat un invertor dirijat (2), la care, la rândul sau, este conectata înfasurarea primara a unui transformator (3) de putere de înalta frecventa de profil jos, circuitul magnetic al caruia este confectionat din aliaj nanocristalin de tip GM 414-2. Înfasurarea secundara a transformatorului (3), executata stantat cu o singura spira, este conectata la niste bare de alimentare (4 si 5) pentru unirea cu sculele-electrozi (6). La înfasurarea secundara a transformatorului (3) sunt conectate niste diode (7), unite într-un punct comun (A), care este conectat la o bara de alimentare (10) pentru unirea cu piesa de prelucrat (8). Între punctul comun (A) al diodelor (7) si sculele-electrozi (6) sunt conectate niste condensatoare (9).

Description

Invenţia se referă la generatoarele de curent tehnologic pentru strungurile, care asigură prelucrarea electrochimică dimensională a paletelor pentru turbinele compresoarelor.

Generatoare modulare de profil jos de curent tehnologic asigură producerea energiei de înaltă frecvenţă cu densitate mare (de la sute de kilowaţi până la megawaţi într-un impuls) în zona de dizolvare anodică a materialului din care este confecţionat semifabricatul paletei pentru turbina cu gaze.

Este cunoscut un generator de impulsuri unipolare pentru realizarea procedeului de prelucrare electrochimică dimensională, care constă din generatorul de lucru şi generatorul de impulsuri tăiate. În generatorul de lucru ieşirea transformatorului de coborâre este conectată la interstiţiul dintre electrozi printr-o punte de redresare şi un tiristor de putere. Dispozitivul de încărcare cu filtru al generatorului de impulsuri tăiate este conectat printr-un tiristor de încărcare cu condensatorul de comutare, care printr-un tiristor de comutare este conectat cu tiristorul de putere al generatorului de lucru [1].

Dezavantajele generatorului cunoscut constau în pierderile active în generator şi durata suboptimală a frontului anterior de impulsuri, care nu trebuie să depăşească 100 µs pentru satisfacerea cerinţelor înaintate faţă de calitatea suprafeţei prelucrate electrochimic dimensional.

Este cunoscută, de asemenea, o sursă de curent tehnologic a strungului pentru prelucrare electrochimică, executată pe baza unui bloc de putere, care include un redresor trifazat, ieşirea căruia este conectată la intrarea unui invertor dirijat, care, la rândul său, este conectat la intrarea unui transformator de putere de înaltă frecvenţă şi în continuare la un redresor secundar de putere [2].

Energia electrică de mare densitate se transferă sarcinii prin intermediul barelor de alimentare, ce cuplează ieşirea sursei de curent tehnologic. În acest caz, lungimea barelor de alimentare depinde de dimensiunile geometrice ale surselor de curent tehnologic şi poate ajunge până la câţiva metri.

Mai este cunoscută o sursă de curent tehnologic, la baza căreia se află schema dublorului de curent, care include o sursă de tensiune, un transformator de putere de înaltă frecvenţă cu impulsuri, înfăşurarea secundară a căruia este conectată la sarcină prin intermediul a două drosele, diode şi al unui condensator [3].

Dezavantajele acestei surse de curent tehnologic constau în pierderile de energie în borne şi barele de alimentare, care cresc la pătrat în funcţie de majorarea lungimii acestora, precum şi reducerea calitativă şi cantitativă a diapazonului de transmitere a energiei de înaltă frecvenţă cu creşterea lungimii barelor de alimentare.

Problema, pe care o rezolvă invenţia, constă în reducerea pierderilor de energie şi excluderea modificării diapazoanelor de energie şi de frecvenţă a energiei transmise de înaltă frecvenţă, precum şi reducerea distanţei dintre ieşirile generatorului de curent tehnologic pentru prelucrarea electrochimică dimensională şi sculele-electrozi.

Generatorul de curent tehnologic pentru prelucrarea electrochimică dimensională, conform invenţiei, înlătură dezavantajele menţionate mai sus prin aceea că conţine un redresor trifazat semidirijat, la care este conectat un invertor dirijat, la care, la rândul său, este conectată înfăşurarea primară a unui transformator de putere de înaltă frecvenţă de profil jos, circuitul magnetic al căruia este confecţionat din aliaj nanocristalin de tip GM 414-2, iar înfăşurarea secundară a transformatorului, executată ştanţat cu o singură spiră, este conectată la nişte bare de alimentare pentru unirea cu sculele-electrozi, totodată la înfăşurarea secundară a transformatorului sunt conectate nişte diode, unite într-un punct comun, care este conectat la o bară de alimentare pentru unirea cu piesa de prelucrat; între punctul comun al diodelor şi sculele-electrozi sunt conectate nişte condensatoare.

Rezultatul tehnic obţinut constă în excluderea modificării diapazoanelor de energie şi de frecvenţă a energiei de înaltă frecvenţă care se transmite, reducerea pierderilor de energie în barele de alimentare, reducerea distanţei dintre ieşirile generatorului de curent tehnologic şi sculele-electrozi, precum şi în obţinerea concordanţei necesare a caracteristicilor de impedanţă ale generatorului şi sarcinii complexe în formă de celulă electrochimică, care este formată din sculele-electrozi, camera de presiune, umplută cu soluţie electrolitică, şi piesa supusă prelucrării - paleta turbinei cu gaze.

Invenţia se explică prin desenul din figură, care reprezintă circuitul electric al generatorului de curent tehnologic pentru prelucrarea electrochimică dimensională.

Generatorul de curent tehnologic conectat la reţeaua de putere de 380 V şi frecvenţa de 50 Hz conţine redresorul trifazat semidirijat 1, la ieşirile căruia este conectat invertorul dirijat 2, care formează trenuri de impulsuri ale tensiunii cu diapazon de milisecunde din impulsuri dreptunghiulare ale frecvenţei purtătoare cu diapazon de microsecunde, şi care efectuează modularea curentului în înfăşurarea primară a transformatorului 3 de putere de înaltă frecvenţă de profil jos cu circuitul magnetic din aliaj nanocristalin de tip GM 414-2, şi care este conectat cu înfăşurarea primară la ieşirea invertorului dirijat 2.

Înfăşurarea secundară a transformatorului 3, executată ştanţat cu o singură spiră, prin intermediul barelor de alimentare 4 şi 5 este conectată la sculele-electrozi 6, iar diodele 7 sunt conectate la paleta supusă prelucrării 8 a turbinei cu gaze printr-o bară de alimentare 10. Barele de alimentare 4, 5 şi 10 sunt executate în formă de benzi din cupru, între care este situat un strat termoizolant, de exemplu imidoflex.

La punctul comun A al diodelor 7 sunt conectate unele dintre contactele condensatoarelor 9, iar celelalte contacte sunt conectate la sculele-electrozi 6.

Generatorul de curent tehnologic funcţionează în modul următor.

Tensiunea reţelei trifazate de 380 V se furnizează prin redresorul trifazat semidirijat 1 şi se transformă în tensiune continuă cu valoarea de cca 500 V, care se transmite la invertorul dirijat 2, care transformă această tensiune într-o consecutivitate de impulsuri cu diapazon de microsecunde cu durata de cca 10 µs şi spongiozitate minimă de cca 2,4.

Din această consecutivitate de impulsuri microsecundare la comanda blocului de control şi dirijare (pe desen nu este indicat) se formează trenuri de impulsuri cu o durată, care se află într-un diapazon de milisecunde, determinat de procesul tehnologic pentru prelucrarea electrochimică dimensională, şi care se află în diapazonul de la 300 µs până la 3 ms.

Consecutivitatea impulsurilor milisecundare pe frecvenţa purtătoare a diapazonului microsecundar este transmisă la transformatorul 3, şi mai departe prin barele de alimentare 4 şi 5 se transmite la sculele-electrozi 6, iar prin diodele 7 - la paleta supusă prelucrării. Între sculele-electrozi 6 şi punctul comun A al diodelor 7 sunt incluse condensatoarele 9, care asigură condiţiile de transmisie optimală de energie.

Astfel, energia de înaltă frecvenţă cu densitate mare prin trenuri cu durată milisecundară de impulsuri bipolare ale frecvenţei diapazonului microsecundar prin câmpul magnetic se transmite la transformatorul 3.

În acest caz durata reglabilă a trenurilor de impulsuri bipolare este comensurabilă cu timpul stabilirii potenţialelor pe electrozi pentru materialele respective, iar impulsurile curentului de polaritate inversă contribuie la sporirea productivităţii şi preciziei de prelucrare electrochimică dimensională cu reducerea esenţială simultană a rugozităţii (până la 0,2 µm).

Mai jos este prezentat un exemplu cu diapazonul energetic şi de frecvenţă a impulsurilor de tensiune/curent, formate de generatorul dat pentru prelucrarea profilului paletei cu o suprafaţă de 333 cm2 a turbinei cu gaze, care se aplică în zona de prelucrare la sculele-electrozi:

diapazonul tensiunilor impulsurilor cu frecvenţă purtătoare şi ale trenurilor de impulsuri de 5...40 V;

diapazonul curenţilor impulsurilor dreptunghiulare cu frecvenţă purtătoare şi ai trenurilor de impulsuri de 5...50 kA;

durata impulsurilor cu frecvenţă purtătoare de 10 µs;

- durata frontului/căderii impulsurilor cu frecvenţă purtătoare de 2 µs;

- diapazonul spongiozităţii trenurilor de impulsuri de 3...1000.

1. RU 2177391 C1 2001.12.27

2. Лаборатория силовых источников. Универсальные мощные источники питания "ГОРН", http://www.power2000.ru/, 2010.12.16 (regăsită în internet 2012.07.23)

3. Laszlo Balogh. The Current-Doubler Rectifier: An Alternative Rectification Technique For Push-Pull And Bridge Converters. DN-63, Unitrode Corporation, Texas Instruments Incorporated, 1999

Claims

Generator de curent tehnologic pentru prelucrarea electrochimică dimensională, care conţine un redresor trifazat semidirijat (1), la care este conectat un invertor dirijat (2), la care, la rândul său, este conectată înfăşurarea primară a unui transformator (3) de putere de înaltă frecvenţă de profil jos, circuitul magnetic al căruia este confecţionat din aliaj nanocristalin de tip GM 414-2, iar înfăşurarea secundară a transformatorului (3), executată ştanţat cu o singură spiră, este conectată la nişte bare de alimentare (4 şi 5) pentru unirea cu sculele-electrozi (6), totodată la înfăşurarea secundară a transformatorului (3) sunt conectate nişte diode (7), unite într-un punct comun (A), care este conectat la o bară de alimentare (10) pentru unirea cu piesa de prelucrat (8); între punctul comun (A) al diodelor (7) şi sculele-electrozi (6) sunt conectate nişte condensatoare (9).