23 Тиристорные генераторы ультразвуковой частоты/ С. В. Шапиро, В. Г. Казанцев, В. В. Кар-ташев, Р. Н. Киямов. — М.: Энергоатомиздат, 1986.—144 с.: ил.
Описываются устройство и принцип действия тиристорных генераторов, предназначенных для питания магнитострикторов ультразвукового диапазона, применяемых для очистки алюминия и других металлов и сплавов, нефтяных скважин, в сварке и других современных технологических процессах, а также различные промышленные и экспериментальные установки, разработанные авторами.
Для инженеров, занятых ультразвуковой технологией и разработкой ультразвукового оборудования с применением магнитострик-ционных преобразователей.
Предисловие
Технологические процессы, основанные на использовании ультразвука, стали неотъемлемой частью современной промышленности. Использование ультразвука для непосредственного воздействия на материалы привело к необходимости генерирования акустических колебаний ультразвуковой частоты мощностью от единиц до десятков и сотен киловатт, которые применяются для воздействия на расплавленный металл с целью его дегазации и рафинирования, в сварке — для значительного упрочнения швов, коагуляции аэрозолей, воздействия на химические процессы, эмульгирования, диспергирования, кристаллизации, механической обработки, пластической деформации. Мощные ультразвуковые волны используются в медицине и биологии — микромассаже, ультразвуковой терапии и хирургии, пастеризации и т. п.
При воздействии на материалы возникают различные нелинейные эффекты, характерные для ультразвуковых акустических колебаний. В газообразных средах возникают акустические течения, ускоряющие в несколько раз тепломассообмен. В жидкостях существенную роль играет процесс кавитации — возникновение пульсирующих пузырьков вследствие мгновенного местного понижения давления в жидкой массе. На кавитации основаны такие процессы, как диспергирование, дегазация, улучшение кристаллизации металлов и т. п. В твердых телах под воздействием ультразвука уменьшаются предел текучести и трение движущихся относительно друг друга тел, происходит упрочнение поверхности, снятие остаточных напряжений и т. п.
Расширение диапазона использования ультразвука в современной технологии ставит новые задачи по созданию источников питания, генерирующих колебания в диапазоне частот 18—66 кГц. Главные из них — обеспечение необходимой энергоемкости, хорошей управляемости, компактности источников питания.
На протяжении ряда последних лет в Уфимском ордена Ленина авиационном институте им. Серго Орджоникидзе (УАИ) ведутся интенсивные научные исследования и опытно-конструкторские работы по разработке и поо-
Оглавление
[редисловие............... 3
лава первая. Изоморфная модель магнитострикционного преобразователя ............. 5
1.1. Структура полупроводниковых ультразвуковых комплексов .............. 5-
1.2. Магнитострикционные напряжения в ферромагнитных сердечниках ............. 7
1.3. Принцип действия и устройство магнитострикционного преобразователя ............ 12
1.4. Акустические процессы в излучателе и магнитострикторе 15
1.5. Явление кавитации и его влияние на волновое сопротивление излучению..........21
1.6. Схема замещения магнитостриктора......24
лава вторая. Элементы общей теории тиристорных резонансных инверторов...........33
2.1. Тиристорный резонансный инвертор — основной элемент статического ультразвукового генератора.....33-
2.2. Обобщенная система уравнений инверторной цепи . . 35
2.3. Основные энергетические соотношения в тиристорных автономных инверторах.......... 47
2.4. Экстремальные режимы инвертирования .... * 49
2.5. Минимальная расчетная мощность реактивных элементов 57
2.6. Квазиэкстремальный инвертор........62
2.7. Обобщенная схема ультразвукового резонансного инвертора ...............72
2.8. Особенности работы инверторов в высокочастотном режиме. Многоячейковые схемы........77
пава третья. Принцип действия, устройство и основные свойства генераторов ультразвуковой частоты .... 78
3.1. Основные схемы генераторов........7S
3.2. Принцип действия одномостового инвертора .... у5
3.3. Принцип действия полумостового инвертора .... gg>
3.4. Принцип действия двухмостового инвертора .... gi
3.5. Особенности режимов работы мостового, полумостового
и двухмостового инверторов при магнитострикционной 94. нагрузке .............
3.6. Основные характеристики инверторов ультразвуковых генераторов.............95
3.7. Сравнение схем мостового, полумостового и двухмостового инверторов...........102
3.8. Основные способы и схемы поляризации магнитострик ционных преобразователей.........104
141
Глава четвертая. Система управления и защиты ультразвуковых тиристорных генераторов....... 107
4.1. Структурная схема системы защиты и управления ультразвуковых тиристорных генераторов . . . . 107
4.2. Подсистема управления тиристорами инвертора . . . 109
4.3. Подсистема защиты.......... 112
4.4. Методы регулирования мощности и автоматической подстройки частоты магнитострикционного преобразователя 118
4.5. «Фритаймовый» метод автоматической подстройки частоты .............. 111
4.6. Частотно-модуляционный метод измерения амплитуды колебаний магнитострикционного преобразователя . . 127
Приложение 1.............. 131
Приложение 2 ... ............ 1?2
Приложение 3......,....... 134
Приложение 4.............. 135
Список литературы............. 138
Цена: 150руб.
