Файл: Васильев, А. С. Статические преобразователи частоты для индукционного нагрева.pdf

ность, а уравнение P r = ^ ( T 2,. d2, я2) дает другую поверхность. Пе­ ресечение этих поверхностей соответствует режиму теплового рав­ новесия. Для существования устойчивого разряда должно быть выполнено условие, когда внезапное увеличение мощности Ро при­ водило к противоположной реакции со стороны генератора. На­ пример, случайное увеличение диаметра плазменного столба долж­ но привести к такому изменению режима генератора, при котором его мощность падала бы.

Практически для устойчивого состояния разряда необходимо,

Определим мощность, передаваемую в плазменный столб. Соглас­ но [Л. 17] приведенное .сопротивление нагрузки к индуктору

2пхрг2т2

5 7

Дифференцируя по rf2 при у = const, получаем:

В зависимости от диаметра мощность потерь с поверхности плазменного столба [Л. 18] равна:

где Do — внутренний диаметр камеры.

Если построить зависимости Ф от k, a k^l/x, то можно уви­

т. е. диаметра разряда, приводит к падению реактивного сопротив­ ления системы, что вызывает увеличение тока в индукторе. Одно­ временное увеличение вносимого сопротивления приводит к росту мощности более быстрому, чем пропорционально хг. Таким образом, разряд будет заполнять всю камеру, и лишь значительный тепло­ отвод через стенку последней создаст тепловое равновесие. Чтобы разряд оказался локализованным внутри камеры, нужно чтобы мощность генератора падала с ростом диаметра разряда, т. е. ге­ нератор имел бы крутопадающую характеристику.

Расчеты, проведенные для двухконтурной схемы генератора на лампе ГУ-23А (рис. 21), показывают, что падающую характе­ ристику можно получить при работе генератора на частоте, отлич­

59

Распространенное мне­ ние о неприемлемости этого режима из-за низких энер­ гетических показателей ге­ нератора должно быть в данном случае, как, впро­ чем, и при многих других подобных технологиях, пе­ ресмотрено, ибо данные ре­ жимы генератора позво­ ляют создать систему, чув­ ствительную к нагрузке. Та­

слитка. При внезапном уменьшении расплавленной части произой­ дет увеличение мощности генератора, что и вызовет увеличение зоны.

8. Расчет элементов схем ламповых генераторов

Из рассмотренных примеров следует: к. п. д. системы лампового генератора, особенно при применении ламп нового типа, в значительной степени будет характеризо­ ваться к. л. д, колебательной системы генератора, кото­ рый в свою очередь в установках для индукционного нагрева будет зависеть от правильно сконструированных катушек индуктивностей и выходных понижающих трансформаторов. Для определения рациональной кон­ струкции целесообразно воспользоваться методом чис­ ленного определения истинных значений плотности тока по сечению витка. Суть этого метода может быть легко пояснена на примере расчета токораспределения в витке круглого сечения.

59

Весь виток для расчёта разбивается на k нитей, при­ чем каждая из этих нитей связана с другими индук­ тивно. Коэффициент взаимоиндукции между данной нитью и другими обозначим через Ми (рис. 22). Выра­ жение для коэффициента самоиндукции между двумя коаксиальными окружностями, образованными беско­ нечно тонким проводом, известно и аналитически опре­ делено совершенно точно.

б)

уравнений определяется количеством выбранных нитей.

На высоких частотах задачу можно несколько упро­ стить. Дело в том, что плотность тока является функци-

60