автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.12, диссертация на тему:Исследование и разработка полупроводниковых низковольтных источников постоянного тока (для гальванотехнологии)

северо-кавказский горю- мет аллергический институт

РГО ОА

■ I

На правах рукописи

— пагиев казбек хазвиевич

исследование и разработка полудроводаикошх низковольтных источников постоянного тока (для гальванотехнологни)

Специальность . 05.09.12 - Полупроводниковые преобразователи электроэнергии

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Владикавказ - 1033

Работа выполнена за кафедре промышленной .электроники Северо-Кавказского горно-металлургического института.

Научный руководитель:

Официальные оппоненты: доктор технических наук, .

профессор Роман Э. М. кандидат технических наук, : с. н.с., Лауреат Государственной премия Данилов В. Е

' Ведущее предприятие: . ,

Защита' состоится " ШлЯа _ 1993 г. в аудитории N0 25 на кафедре ЭПП в час. Ш-о мин на заседании специализированного Совета Д 053.16.13 при Московском ордена Ленина и. ордена Октябрьской Революции энергетическом институте.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим цапразлять по адресу: 105835, Ыосква, ГСП, Е-250, Красноказарменная ул., д. 14, Ученый Совет МЭИ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МЭИ.

Автореферат разослан " ■;'."-• 1993 г. < •

Ученый секретарь специализированного Совета Л 053.16.13

к. т. н., доцент /. БУРЕ И. Г.

общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Вопросы интенсификации процессов гальванопокрытий, повышение качества изделия требует дальнейшего совершенствования источников питания, обеспечивающих заданный технологический процесс, электромагнитное согласование как о электрохимической нагрузкой, характеризующейся малым дифференци- . альным сопротивлением рабочего участка ВАХ, так и с питающей сетью. -

Особенностью источников питания для гальванотехнологий является то, что они должны быть низковольтные и иметь большие токи на выходе, должны обеспе<йшать высокую точность поддержания выходных параметров и, в первую очередь, высокую стабилизацию 1 тока (плотность тока). Большое разнообразие покрытий требует широкого диапазона изменения режима работы источника питания, возможности регулирования выходных параметров, работы как в режиме источника тока, так и в режиме источника напряжения, устойчивой работы в предельных режимах (технологические короткие замыкания и холостой ход). Исследования,- связанные с улучшением качества покрытий, показали необходимость применения реверсивного тока относительно высокой частоты. Это позволяет осуществлять осаждение металлов при более высоких плотностях тока, что повышает производительность гальванических ванн.

Исходя иэ перечисленных выше требований, эффективным решением является применение в качестве источников питания электронных преобразователей, обладающих способностью адаптации к изменяющейся в широких пределах параметров электрохимической нагрузки, технологии гальванопокрытий. Использование таких преобразо-ватёлей позволяет реализовать в технологии покрытий импульсные токи с регулируемой скважностью полярности тока, что обеспечивает более высокое качество обрабатываемых деталей, уменьшает установочную мопщость преобразователя. .

Высокая энергоемкость гальванических процессов ставит задачу значительного снижения потерь, повышения КГЩ источников питания, решение которой затруднено в связи с тем, что падение напряжения на вентильных элементах низковольтного выпрямителя срав-

нимо с величиной выпрямленного напряжения. Здесь следует идти по пути выбора схемотехнических решений, обеспечивающих минимальное количество последовательно включенных в низковольтном контуре тока вентильных элементов, выбора оптимальной токовой загрузки этих элементов.

Таким образом, дальнейшее развитие и совершенствование низковольтных сильноточных, глубокорегулируемых источников, обеспечивающих любые технологические режимы гальванопокрытия, обладают улучшенными энергетическими и массо-габаритными характеристиками, является актуальной задачей.

Целью работы является исследование и выбор оптимальных схемотехнических решений и параметров низковольтных источников питания дл.я гальванопокрытий, удовлетворяющих требованиям современной технологии, обладающих способностью адаптации к изменяющимся в широких пределах параметрам электрохимической нагрузки, обеспечивающих высокие энергетические и массо-габаритные показатели, требуемую надежность и простоту эксплуатации.

Поставленная цель потребовала решения следующих задач:

- исследования гальванованны, как объекта управления;

- определения комплекса критериев по выбору рациональных схемотехнических решений;

- разработку обобщенной методики анализа потерь в элементах силовой части полупроводникового агрегата;

- определение. оптимальной токовой загрузки низковольтных силовых полупроводниковых элементов;

- разработку универсальной математической модели для проведения параметрической оптимизации схемных решений;

- определения специфики построения систем управления вентильными преобразователями для гальванотехнологий, схемотехническая проработка характерных для указанных систем управления узлов;

- разработку принципов управления и построения источников питания на основе параллельной работы базовых преобразовательных ячеек;

- создания опытно-промышленных образцов реверсивных источников тока на основе результатов проведенных исследований.

Методы исследований. При выполнении работы применен комп-

леке методов, включающих методы теории электрических цепей, вентильных преобразователей, аппроксимации функций, прямого преобразования Зурье, поиска экстремумов, переменных состояний, топологический метод, операторный метод Лапласа, методы математического моделирования на ЭВМ.

Экспериментальные исследования выполнены на опытных и промышленных установках в лабораторных и заводских условиях.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:

- соответствием результатов теоретических и экспериментальных исследований;

- работоспособностью и эффективностью источников питания гальванованн, созданных на базе разработанных научных положений, ■> выводов и рекомендаций;

- внедрением основных рекомендаций и выводов в виде разработанных методик и устройств в ряде организаций и промышленных предприятий.

Научная новизна:

разработана методика экспериментального определения структуры и параметров схемы замещения гальванованны;

- проведен сравнительный анализ по энергетическим, массо-габаритным и регулировочным показателям различных схем построения сильноточных источников постоянного тока;

- установлены рациональнее структуры построения базовой ячейки питания гальванованны и определены их параметры;

- установлены оптимальные коэффициенты токовой загрузки вентильных элементов сильноточных блоков выпрямления;

- развиты принципы построения источников питания на основе параллельной работы базовых преобразовательных ячеек;

- развиты принципы построения систем управления реверсивных, глубокорегулируемых источников питания гальванованны.

Практическая ценность работы состоит в ее направленности на повышение энергетических, массо-габаритных, технологических параметров гальваноустановок.

1. Разработана методика идентификации гальванопроцесса

2. Получены универсальные зависимости, позволяющие определять оптимальную токовую загрузку вентилей преобразователей в' широком диапазоне выходных напряжений и мощностей.

- б -

3. Предложены рациональные схемы и мощности преобразовательных ячеек для гальванотехнологий. '

4. Предложены рациональные схемы построения систем управления, расширяющие функциональные возможности источников питания.

5. Разработан ряд реверсивных источников питания для гальванопокрытий, характеризующихся высокими энергетическими, массо-габаритными показателями и обеспечивающими интенсификацию технологического процесса.

Реализация результатов работы. На основе результатов, полученных в работе, разработан ряд реверсивных источников тока для гальванотехнологий.

Было изготовлено более 800 источников питания, которые внедрены на предприятиях электронной и машиностроительной промышленности. .

Опытно-промышленная эксплуатация разработанных источников подтвердила эффективность их использования для повышения производительности гальваноустановок при снижении энергозатрат. Годо- , вой экономический эффект от их внедрения составил оКоло 1000 руб. на 1 кВт выходной мощности (в ценах i990-1991 г. г.).

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на конференциях и семинарах: на У, У! й IX Всесо-юзяих симпозиумах "Логическое управление В промышленности" и координационных совещаниях "Математическое обеспечение ЭВМ, САПР и ГАП" (Алушта, 1982, Тбилиси, 1983, Ташкент, 1986)$ на XI Всесоюзной научной конференции "Электроника СВЧ" (Орджоникидзе, 1986); на Всесоюзном научно-техническом совещании ; Перспективы автоматизации горно-обогатительного производства цветной металлургии с применением микропроцессорной техники" (Орджоникидзе, 198?); на XI Всесоюзном симпозиуме "Логическое управление с использованием ЭВМ" (Ордяоиикидзе, 1988); на республиканских научно-технических конференциях (Орджоникидзе, 198Б-1989 г. г.), на семинарах кафедр Промздектроннка ЮИ и СКГМИ (1989-1933 г. г,).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 12 статей и докладов, получено 4 авторских свидетельства на изобретения.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложения. Общий объем диссертации 211 страниц, в том числе 76 рисунков, 10 таблиц, список

• литературы ив 87 наименований и приложения на 27 страницах.

содержание работы

Введение содержит общую характеристику работы, постановку , цели исследований, формулировку выносимых на защиту научных положений. Обоснованы и сформулированы задачи исследований.

Первая глава посвящена исследованию параметров гальванонагрузок, формулированию основных требований, предъявляемых к источникам питания ванн гальванопокрытий.

Отмечены характерные особенности технологии и способы улучшения гальванопокрытий, обуславливающие специфику схемотехнического построения агрегатов электропитания. Показано, что применение для питания гальванических ванн токов специальной формы по-1 вышает эффективность технологического процесса, поскольку позволяет, в зависимости ото вида гальванопокрытия, значительно увеличить скорость электроосаждения, производительность гальванованны, получать покрытия с заданными физико-механическими свойствами, создавать многослойные покрытия и т.д.

Проведены исследования гальванбванны как объекта управления. Показано, что наиболее полно нальванованну можно представить в виде объекта с распределенными параметрами, для которого справедлива схема, представленная на рис. 1. Расчетное определение указанных на схеме параметров гальванованны затруднено тем, что Необходимо учитывать влияние большого количества различных факторов: температуры и состава электролита, его концентрации, состояния покрываемых поверхностей и г. д.

Развита методика, предложенная в работах Бизикова В. А. и Кабьгаева Я № по определению структуры и параметров схемы замещения гальванованны, в соответствии о которой снимают в нужном режиме и в требуемый момент времени осциллограммы тока и напряжения на ванне и после соответствующей обработки осциллограмм, получают параметры ванн при заданных технологических факторах (температуры и состава электролита, концентрации и т.д.).

Многочисленные эксперименты позволили выявить три характерные вида осциллограмм гальванованны. Первый вид осциллограммы (рис. г а) характерен для нагрузки, которую можно представить

R-K, ft» - сопрслматемв! катояв и анода с провалами и штакгат; Rx. Ra. Rw -сспрагивгение даойного электрического слоя каюта, анэога. и сопрсттваемта эаекгроавпа; Ск. Ca - емкости явслюго зигоктрического сяса хатсяв и «нота

а)

s)

Рис.1

Рис. 2

ft

Рис. 3

• i/ Рис. 4

схемой замещения в виде активного сопротивления и противо-ЭДС (рис. 2 б). Второй вид осциллограммы (рис. 3 а) характерен для нагрузки, которую с достаточной точностью можно представить схемой замещения в виде параллельно соединенных активного сопротивления и емкости (рис. 3 б). Третий вид осциллограммы (рис. 4 а) характерен для нагрузки, которую можно представить резистив- • но-емкостной схемой замещения с противо-ЭДС (рис. 4 б), отражающей особенности обоих, указанных выше, схем.

Приведены аналитические выражения для расчета параметров схем замещения гальванованн по осциллограммам.

Сформулированы требований, предъявляемые к источникам питания гальванованн, которые разбиты на три основные группы: техно-> логические, энергетические и стоимостные.

Показано, что для питания гальванонагрузок преобразовательные ячейки должны выполняться с ВАХ источника тока (рис. 5).

Вторая глава посвящена анализу схемотехнических решений полупроводниковых низковольтных источников постоянного тока для электрохимических технологий.

В соответствии с двумя основными принципами стабилизации тока: компенсационным и параметрическим, схемы полупроводниковых низковольтных источников постоянного тока были- разбиты на две основные группы: компенсационные и параметрические стабилизаторы, которые разделены на два основных вида: схемы о заданием тока от индуктивно-емкостного преобразователя (ИЕП) промышленной частоты и схемы с промежуточным звеном повышенной частоты (ЗПЧ). Проведен подробный анализ, подчеркнуты достоинства и недостатки указанных схем.

Показано, что сетевые компенсационные выпрямители характеризуются, как правило, невысоким значением коэффициента мощности и что основным направлением повышения энергетических показателей (качества преобразования электроэнергии) компенсационных выпрямителей для злектротехнологии является реализация схем с усложненными входными блоками, а именно схемы с дискретным и фаэосту-пенчатым изменением коэффициента трансформации согласующего трансформатора, получивших название трансформаторно-ключевых структур (ТКС). Отмечено, что для сильноточных электрохимических технологий наибольший интерес представляют выпрямители с фа-

зо-импульсяым управлением ключей ТКС. Приведены аналитические выражения для расчета энергетических показателей таких выпрямителей. Так, при числе отпаек )>1 коэффициент мощности на каждом )-н диапазоне регулирования может быть найден по формуле

где ыг

/П

Му'-/, 1^/' - число витков первичной обмотки, соответствующей отпайке 1-1 и 1 соответственно; - число витков вторичной

обмотки.

В качестве примера на рис. 4 представлены зависимости коэффициента мощности от глубины регулирования выпрямителя с фззос-тупенчатым управлением на первичной стороне согласующего трансформатора при разномерном распределении ответвлений. Полученные результаты подтверждают ранее полученные результаты в работах Е А. Ечзикова

Показано, что построений источников питания гальванованн на базе традиционных схем ЙЕН наталкивается на ряд трудностей, основными из которых являются критичность КЕП к режимам холостого хода (разрыва цепи нагрузки), характерных для указанных гальва-нотехкологкй, необходимость осутдасталения плавного регулирования величины стабилизированного тока

Исследования показали, что среди регулируемых параметрических источников тока {ПИТ) на базе ИБП высокие энергетические характеристики при хороших массо-габаритных показателях имеют схемы с ТКС и схемы с фазовым регулированием. Последний вид управления сочетает режимы потребления нагрузкой мощности из сети с режимами рекуперации электроэнергии и обеспечивает наиболее высокие энергетические показатели {коэффициент мощности) регулиру-

емых ПИТ на базе ИЕП, но при атом возникает необходимость введения обратных связей по току, так как с увеличением угла фазового регулирования ухудшаются стабилизирующие свойства регулируемых ИЕП. Кроме того, для реализации таких схем необходимо использование в низковольтной силовой чисти запираемых ключей, обладающих двухсторонней проводимостью, что значительно увеличивает стоимость преобразователя и одновременно значительно снижает КПД, поскольку в режиме рекуперации энергия вновь, во-второй раз, передается через низковольтные вентильные элементы.

Показано, что для установок гальванопокрытия параметрические схемы выпрямления с промежуточным ЗПЧ следует выполнять по структуре с бестрансформаторным вводом на основе резонансных-схем, причем наиболее целесообразна схема резонансного инвертора последовательного типа с обратными диодами в резонансном контуре и высоковольтной цепью рекуперации (рис. 7),

Рассмотрен вопрос реверсирования тока в гальванованне,. улучшающее качество осаждения металла. Шказано, что наиболее приемлемой схемной реализацией реверсивного питания является схема с дополнительным комплексом тиристоров.

Третья глава посвящена силовым элементам низковольтных источников тока, энергетике их работы.

Проведен сравнительный анализ вентильных 'элементов, изготовленных как на основе р-п переходов (германиевых, кремниевых), так и на основе перехода металл-полупроводник. 'Систематизированы и обобщены методики определения активных потерь в элементах преобразовательных схем, работающих как на промышленной, так и на повышенной частотах: диодах, тиристорах, транзисторах, трансфор-маторно-реакторном и конденсаторном оборудовании. Рассмотрены пути снижения потерь.

Подчеркнуто, что при реализации низковольтных выпрямителей на биполярных транзисторах для обеспечения режима минимальных потерь необходимо введение контура-управления, поддерживающего оптимальное соотношение Ьг/ти.мт. =(1сШ)о/>т, поскольку зависимость мощности потерь от коэффициента передачи тока имеет и-об-разный характер (рис. 8).

Показана важность выбора рациональной частоты преобразования в низковольтных источниках тока с ЗПЧ для ограничения потерь.

Исследования источников тока с ЗПЧ позволили определить

предельные значения частоты коммутации в зависимости от мощности преобразовательного трансформатора исходя из критерия наименьших суммарных потерь в трансформаторе.

В качестве примера на рис. 9 представлены графические зависимости граничной частоты преобразования от мощности согласующего трансформатора для сердечника магнитопровода из электротехнической стали типа 3423 с толщиной ленты 0,08 мм (кривая 1) и же-лезоникелеевых сплавов типа БОН и 80НХС с толщиной ленты 0,05 мм (соответственно кривые 2 и 3).

Разработана подсистема автоматизированного .выбора оптимальной токовой загрузки Кц, опт силовых полупроводниковых приборов для вентильных преобразователей. В ее основу легла разработанная автором методика расчета токовой загрузки вентилей исходя из критерия минимума затрат на вентили, складывающихся как из стоимости самого прибора (С1), так и из затрат, связанных с потерями электрической энергии в вентиле за полный срок службы (С2):

min С я -- rr/infCj (2)

В качестве примера на рис. 10 представлены графические завись гасти К дм/-Sitte л) при различных значениях отношения Ud/Udo для тиристоров на токи от 25 до 500 А, показывающие, что коэффициент оптимальной загрузки тиристоров низковольтных глубокорегу-лируемых силовых выпрямителей лежит в диапазоне 0,2-0,3.

Четвертая глава посвящена выбору рациональной схемы и оптимизации параметров вентильных преобразователей для гальванотех-.нологий.

Подчеркнуто, что задача выбора оптимальной структуры (структурный синтез) вентильных преобразователей в настоящее гремя трудно поддается формализации. Как правило, эта задача решается на основе анализа известных схемотехнических решений, наиболее приемлемых для решения поставленной технической задачи (гл. 2). Задача определения оптимальных (при заданных ограничениях) параметров схемы выбранной конфигурации (параметрический синтез) - значительно проще поддается формализации. Решение последней задачи требует использования соответствующей математической модели высокого уровня. Одна из таких моделей была раарабо-

as е.*

OA 02 0.Í

£ * 6 g № 13 /6

Рис. 10

ir^S

Я * 6 в яг *z

Рис. 12

Jkb*Sm

Рис. II

тана на кафедре ПЭ СКГМИ под руководством Е А.Виэикова. Она реализована в виде программы машинного анализа вентильных преобразователей (BID MDDEL (рис. 11), которая позволяет решать задачи параметрической оптимизации на основе исследования электромагнитных процессов в расчетной силовой электрической схеме ВП, содержащей до 40 элементов и до 20 узлов.

С помощью программы MODEL была проведена параметрическая оптимизация силовой части вентильных преобразователей, рекомендованный в качестве низковольтных источников питания гальвановани во второй главе. При проведении оптимизационных расчетов учитывался ряд технологических, энергетических и массо-габаритных требований (ограничений).

В качестве целевой функции была принята следующая зависимость: . •

Ft, > ог а3 —й— ' & — - '' (3)

где al-a2, Ы-ЬЗ - весовые коэффициенты; С1 - стоимость вентильного преобразователя; 02 - стоимость электроэнергии, потребляемой преобразователей за единицу времени с учетом качества электроэнергии; СЗ - ежегодные затраты на обслуживание во время эксплуатации; тг- масса реакторно-трансформзторного оборудования; т/ - масса вентильного оборудования; тс> - масса конденсаторного оборудования; СЮ, С20, СЗО - ограничения соответственно по стоимости Преобразователя, электроэнергии, обслуживания ВП; , i meg - начальные значения масс соответственно трансформаторного, вентильного и ёмкостного оборудования.

Кз рис. 12 представлены полученные на оптимизационной модели зависимости относительных значений целевой функции от номинальной мощности. нагрузки для пяти (выбранных во второй главе) •структур построения низковольтных реверсивных источников питания: однофазной нулевой (кривая 1), трехфазной нулевой схеме (кривая 2), вестифаэной нулевой схеме выпрямления с уравнительным реактором (кривая 3), выпрямителей со звеном повышенной частоты на основе резонансных инверторов (кривая 4), и выпрямителей на основе.регулируемых ИЕП с рекуперацией энергии (кривая Б). Результаты расчетов показали, что при мощности нагрузки до

1,3-1,9 кВт целесообразно использование ВП с базовой ячейкой, реализованной на однофазной двухполупериодной реверсивной схеме выпрямления с нулевым выводом. При мощности нагрузки от 2 кВт до 11-12 кВт целесообразно использование в качестве источников пи-.тания реверсивных выпрямителей со звеном повышенной частоты на основе резонансных последовательных инверторов. При мощности нагрузки Быше 12-14 кВт (токах выше 1 кА) целесообразно использование ВП с базовой ячейкой, реализованной на шестифазной нулевой схеме выпрямления с уравнительным реактором. Указанные расчеты также показали нецелесообразность с точки зрения массо-габаритных, стоимостных и энергетических (КГЩ<72Х) показателей использования для питания гальваноустановок регулируемых. источников тока на базе ИЕП с рекуперацией энергией на низшей стороне, несмотря на высокое значение коэффициента мощности во всем диапазоне регулирования.

Проведены оптимизационные расчеты параметров типовых блок ячеек.

Пятая глава посвящена системам управления и блочному построению ВП для гальванотехнологий.

Показана специфика построения системы управления (СУ) ВП для гальванотехнологий. Представлен характерный для этих систем набор узлов для обработки информации. Подробно рассмотрены особенности построения схем задания временных интервалов, выходных формирователей, а ташке схем одноканального цифрового управления ВП, характерных для гальванотехнологий.

Показано, что одним из перспективных решений проблемы разработки и выпуска электротехнической промышленностью вёнтильных преобразователей, охватывающий весь диапазон мощностей гальванованн и их типоразмеры, является построение источников питания, гальванованн на основе параллельной работы ограниченного числа единичных базовых источников тока (блок-ячеек). Предложены два варианта построения этих блок-ячеек. На базе таких блок-ячеек предложено формировать источники питания с требуемой величиной тока и необходимой глубиной регулирования путем параллельного, включения ячеек на общую нагрузку. Проанализированы различные структуры согласованного управления N ячейками тока.

Рассмотрен надежностный аспект параллельной работы источников тока. Показано, что построение источников питания гальвано-

ванн на основе параллельной работы преобразовательных ячеек позволяет не только снизитьл количество типовых блок-ячеек, но и повысить надежность работы источника.

Описаны техническая реализация реверсивных источников тока для гальванотехнологий, результаты их внедрения.

Учитывая высокую потребность машиностроительной и электронной промышленности в стабилизированных реверсивных источниках тока (РИТ) небольшой мощности (до 1,5-2 кВт), в соответствии с результатами, полученными на оптимизационной модели (гл.4), разработан и изготовлен в соавторстве с сотрудниками кафедры II? СКГМИ ряд унифицированных реверсивных источников (преобразовательных ячеек), которые внедрены на предприятиях электронной промышленности и машиностроения. Некоторые партии источников превышали 200 шт.

Все разработанные источники обеспечивают возможность работы в двух режимах: с реверсированием тока и без реверсирования. В режиме с реверсированием длительность протекания прямого тока регулируется от 1 до 20 с, а обратного - от 0,02 (0,05) до 2 с. Источники обеспечивают независимую регулировку выпрямленного тока и напряжения. Выдерживают длительные технологические короткие замыкания в цепи нагрузки и рассчитаны на эксплуатацию в условиях гальванического цеха Представлены технические характеристики и конструктивы некоторых из разработанные РИТ, результаты сопоставления разработанных РИТ с РИТ серийно выпускаемых промышленностью.

Так, например, сравнение технических характеристик разработанного источника FHT-100-12 и аналогичного ему по мощности серийно выпускаемого промышленностью выпрямительного агрегата ВАКР-100-12 показывает, что по сравнению с ВАКР-100-12, источник РИТ-100-12 имеет в 3,5 раза меньшую массу, в 7,6 раз меньший объем и на 2-3 7. больший КПД при более'точной стабилизации тока (в 2,5 раза) и более широком диапазоне регулирования длительностей прямого и обратного тока.

Представлены результаты опытно-промышленной эксплуатации разработанных источников РИТ, показавшие, что за счет повышения стабильности и обеспечения заданной формы кривой технологического тока, повышена плотность тока в ванне, интенсифицировался

процесс гальванопокрытия (снизилась длительность обработки) при сохранении качества изделия. Б результате повышена производительность в среднем,на 27 X, а экономия энергии составила 30-40%.

Годовой экономический эффект от внедрения единичного образца разработанных РИТов составил от..800 до 1500 руб. в ценах 1990-1991 г. г. ; ,

В приложении приведены документы,' подтверждающие внедрение результатов диссертационной работы.

- ЗАКЛЮЧЕНИЕ ' . .

1. Предложена методика экспериментального определения схемы замещения и параметров гальванованны, основанная на снятии временных кривых напряжения и тока на входе гальванованны.

2.. Сформулированы требования к выходным характеристикам и энергетическим показателям преобразователя для питания гальванованны. Установлено, что наиболее полно условиям технологии гальванопокрытий удовлетворяют реверсивные преобразователи с токовой внешней характеристикой.

3. Систематизированы и обобщены методики определения активных потерь в элементах преобразовательных схем, работающих как на промышленной, так и на повышенной частотах.

4. Разработана методика определения оптимальной токовой загрузки силовых диодов и тиристоров источников тока с преобразованием на промышленной частоте. .

5. Определены предельные значения промежуточной частоты преобразования в зависимости от мощности согласующего трансформатора исходя из критерия наименьших суммарных потерь в трансформаторе.

6. Проанализированы основные схемотехнические решения регулируемых источников постоянного тока на базе компенсационных выпрямителей, параметрических схем выпрямления с индуктивно-емкостным преобразователем промышленной частоты и с промежуточным звеном повышенной частоты. Выявлены рациональные структуры базовой ячейки таких источников для питания установок гальванопокрытия. „

7. Проведена параметрическая оптимизация еиловой части вентильных преобразователей для гальванотехнологий по комплексному

критерию, учитывающему массо-габаритные, энергетические и стоимостные показатели на основе математической модели, разработанной под руководством В. А. Визикова. Приведены оптимальные структуры и параметры базовых ячеек питания.

8. Разработан ряд реверсивных источников питания для гальванопокрытий, характеризующихся высокими энергетическими массо-габаритными показателями и обеспечивающих интенсификацию технологического процесса Отдельные технические решения являются оригинальными, защищенными авторскими свидетельствами на изобретение и технически реализованы.

Основное содержание диссертации отражено в следующих опубликованных работах:

1. Пагиев К.Х Выбор вентильных элементов низковольтных 'источников для электротехнологий. - В кн.: Электронные приборы и системы в промышленности. - Орджоникидзе. 1989. С. 16-17.

2. Пагиев К. X , Еидеев Г. А., Субботин Е И. Реверсивный источник, тока для.галъванотехновогмй Л Тезисы докладов к республиканской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов. - Ордгоникидзе СОЕК, 1988. С. 37-38.

а Еидеев Г. А., Пагиев К X Выбор силовых элементов для низковольтных источников тока. - В кн.: Научно-техническая кояферен-. ция, посвященная 50-летию научно-исследовательского сектора СИГ-МИ. Тезисы докладов. Ордтоникидзе. 1988. С. 102-103.

4. Бидеев Г. А., Пагиев К. X Подсистема автоматизированного выбора оптимальной токовой загрузки силовых полупроводниковых приборов для вентильных преобразователей. - В кн. Математическое обеспечение интеллектуальных систем САПР-АП. Тезисы докладов IX координационного совещания. Ижевск. 1986. С. 39-41.

5. Биэиков Е А., Бидеев Г. А., Пагиев- К. X Принципы построения автоматизированного источника питания, для технологических процессов. в горно-обогатительном производстве. - Тезисы докладов на Всесоюзном научно-техническом совещании. Перспективы автоматизации горно-обогатительного производства с применением микропроцессорной техники. Орджоникидзе. 1987.

6. Чаплыгин Е. Е., Пагиев К. X Трехпульсные выпрямители с тиристорами • на первичной стороне трансформатора // Изв. вузов, электромеханика 1988. N0 8.

7. Бизиков Е А., Кабышев А. И., Пагиев К.Х Идентификация гальванованны как объекта управления // Цветная металлургия. 1991, N0 2. С. 114-118.

8. Бизиков Е А., Бидеев Г. А., Пагиев К. X , Цаллагов 0. X Реверсивный источник тока для злектротехнологии ,// Приборы я техника эксперимента. АН СССР. Ы,: 1983, N0 4- ,

9. Бизиков ЕА., Цаллагов С. X., Пагиев К. X Источник питания блока генераторных модулей // Электроника СВЧ. Тезисы докладов XI Всесоюзной научной конференции. - Орджоникидзе. 1986. С. 269-270.

10. Цагарева Ф. О. , Пагиев К.Х Система управления непосредственным преобразователем частоты // Применение полупроводниковых приборов в преобразовательной технике. . - Чебоксары. ЧТУ. 1983, С. 105-110. '

11." Бизиков Е А., Пагиев К. X ,. Чаплыгин Е Е., Цаллагов С. X Реверсивный источник тока для установок гальванопокрытий // Полупроводниковые преобразовательные устройства - Чебоксары: ЧТУ, 1987, с. 78-81.

12. Чаплыгин Е. Е.., Пагиев К. X Построение реверсивных Преобразователей для гальванопокрытий с управлением по первичной стороне 'трансформатора. ■ - Б кн. Б Электронные приборы и системы в промышленности. - Орджоникидзе.; 1989. С. 23-24.^

1а А. о. СССР N0 1443093. . Фазосмещаодее устройство / Е. Е. Чаплыгин, К. X Пагиев // Открытия. Изобретения, 1988. N0 45..

14. А. с. СССР n0 1458956. Реверсивный преобразователь для гальванических установок/ В. А. Бизиков, Е.Е. Чаплыгин, Г. А. Бидиев, . К. X Пагиев, С. X Цаллагов // Открытия. Изобретения. 1989.. Но 6.

16. А. с. СССР Но 1Б29390, кл. Н02М 9/06. Преобразователь пе-, ревенного напрякенйя в постоянное дйя питания гальванических установок / Е. Е. Чаплыгин, К. X Шгиев 7/Открытия. Изобретения. 1«8в. Ыо 46.

36. А. с. СССР йо 1702500, ш. Й02М 7/08. преобразователь пе-.: решнйого напрянзкйя в постоянное / В. А. Биеиков, К.Х Пагиев // ' Откршия. Изобретения. 1991. Ко 48. г

Пиюгрнфмч МЭИ Краснокапрыекнян. 13.