2.6.2. Электроимпульсная технология и ее особенности

При использовании электроимпульсной технологии и специ­ального электрооборудования в ряде случаев можно существенно повысить эффективность электрического воздействия на предме­ты труда, а также осуществить такие технологические процессы, которые невозможны при непрерывном электровоздействии.

Генераторы импульсов. Техническую основу электроимпульс­ной технологии составляют генераторы импульсов. Наиболее рас­пространенные из них — управляемые ЯС-генераторы.

Работа ЛС-генератора (рис. 2.46, а) происходит следующим об­разом. Конденсаторная батарея С заряжается от источника посто­янного тока через переменный резистор К. При увеличении на­пряжения на обкладках конденсатора С до значения напряжения разряда 1/_р (рис. 2.46, б), соответствующего напряжению пробоя межэлектродного промежутка между электродом Э и изделием И,

конденсатор С разряжается, формируя импульс тока 1_т (рис. 2.46, в). Затем процесс повторяется. Частоту импульсов ЯС-геке-ратора устанавливают переменным резистором К, амплитуду им­пульсов тока — емкостью конденсаторной батареи С.

Установки электроэрозионной и электрохимической обработки металлов. В них используют импульсы токов для сложнопрофиль-ной обработки металлических изделий, имеющих, как правило, высокую твердость. Эти электротехнологические установки назы­вают станками. Их общий принцип работы достаточно полно рас­крывает та же схема (см. рис. 2.46, а), в которой электрод Э имеет строго определенную форму и размеры для получения требуемой конфигурации обработки в изделии И. Отличие состоит лишь в том, что обработка изделия И электроэрозионным станком про­изводится в жидком диэлектрике (керосин, технические масла и др.) при высокой плотности тока, а электрохимическим стан­ком — в электролите различных солей с меньшей плотностью тока. Причем электрохимическим способом можно не только об­рабатывать металлические изделия, но и наносить на них различ­ные металлические покрытия, используя для этого вместо посто­янного тока более эффективно импульсный ток определенной формы и частоты.

Электрогидравлические установки. Их принципиальная схема для получения электрогидравлического удара также похожа на схему (см. рис. 2.46, а), но имеет повышающий трансформатор, выпрямитель и дополнительный воздушный искровой проме­жуток.

Эффект электрогидравлического удара возникает при кратко­временном (10~⁵...10~⁶с) электрическом разряде в жидкости. Эф­фект сопровождается ударной волной, образованием газового пу­зыря из продуктов разложения жидкости, кавитацией и высокой температурой в зоне электрического разряда. Кроме того, действу­ющими факторами могут также быть: скоростные потоки жидко­сти, акустическое и электромагнитное излучения.

Возникающее высокое давление в десятки мегапаскалей ис­пользуют для механического воздействия в установках штампов­ки, гибки, водоподъема, разрушения твердых материалов, при мойке шерсти, обработке кормов и пищевых отходов и др. В осно­ве действия электрогидравлических установок лежит метод пря­мого преобразования электрической энергии в механическую с КПД, достигающим 50 %.

Максимальная сила тока установок при пробое, А,

(2.140)

где (7] — напряжение, до которого был заряжен накопительный/конденсатор, В; С—емкость накопительного конденсатора, Ф (в установках С= 1О...15ООмкФ); Ь — индуктивность разрядной цепи, Г [в установках Ь =(1,0...10) • 10~⁶Г].

302

Некоторые значения параметров схем для получения электро­гидравлического эффекта [13, 14]: напряжение заряда конденсато­ра—30...70 кВ; межэлектродное расстояние в основном проме­жутке — 1...10 см; сила тока в электрическом разряде — 15...50 кА; мгновенная мощность импульса — до 200 МВт; энергия единич­ного импульса— 1...300кДж; частота следования импульсов— до 2 Гц.

Электрические изгороди (ЭИ). Их используют для загонной па­стьбы и ограждения летних лагерей коров, телят, овец, свиней и других животных. Кроме того, с помощью ЭИ можно ограждать посевы, стога сена, транспортные магистрали, овраги и другие ме­ста, охраняемые от животных или опасные для них. По способу применения ЭИ подразделяют на стационарные и переставные. Переставные ЭИ по сравнению со стационарными имеют в 1,8...5 раз ниже затраты материалов, время на сооружение и ремонт зна­чительно меньше.

ЭИ состоит из генератора электрических импульсов высокого на­пряжения и изгороди, в состав которой входят опорные стойки с изоляторами и токоведущая линия (ТВЛ). Один полюс генератора импульсов заземляют через заземлитель, а другой соединяют с ТВЛ изгороди.

Прикоснувшись к ТВЛ, животное замыкает цепь тока. Элект­рический ток, проходя через организм животного в землю, дей­ствует на клетки, раздражая нервы и мышцы, вызывая неприятное ощущение электрического удара. В результате животное испыты­вает испуг. На основе этого безусловного рефлекса после несколь­ких часов пастьбы за ЭИ у животных вырабатывается условный рефлекс боязни ТВЛ, после чего они перестают близко к ней под­ходить.

ТВЛ изгороди выполнена из мягкой стальной оцинкованной проволоки (одножильной или многожильной) диаметром 1,5...2,5 мм. Высота подвеса основного провода в зависимости от вида и возраста животных может быть равна 30...90 см, а расстоя­ние между опорными стойками — 10...20 м. ./?С-генераторы им­пульсов для ЭИ выполняют по схемам, несколько похожим на описанные выше. Принцип их работы основан на накоплении энергии в конденсаторе с последующим его разрядом на первич­ную обмотку повышающего трансформатора или непосредственно на провод изгороди. Коммутирующее устройство, служащее для развязки зарядной и разрядной цепей, выполняют на контактных или бесконтактных элементах.

Генераторы импульсов работают в автоколебательном или жду­щем режиме. В первом случае высоковольтные импульсы поступа­ют в ТВЛ непрерывно, во втором — только при прикосновении животного к ТВЛ. Ждущий режим предпочтительнее при авто­номном электропитании для обеспечения более продолжительно­го использования батарей.

303

В генераторах с трансформаторным выходом накопительный! конденсатор заряжается от выпрямителя переменного тока или' гальванических элементов через токоограничивающий резистор. При зарядке конденсатора до определенного уровня напряжения срабатывает коммутирующее устройство. При этом по первичной обмотке трансформатора проходит импульс разрядного тока. На вторичной обмотке наводится импульс высокого напряжения, ко­торый подается в ТВЛ.

Рассмотренные принципы лежат в основе работы генераторов импульсов ЭИ типов ИЭ-200, ЭИС-1-30, ЭИП-1-1 и др.

Технические данные электрической изгороди ИЭ-200

4

800