Аннотация
Настройки параметров сигналов отклоняющей системы установки плазменного упрочнения влияют на результаты упрочнения бандажа колесной пары подвижного состава железных дорог. Цель исследования заключается в том, чтобы определить зависимость воздействия отклоняющей системы установки плазменного упрочнения на плазмообразующий процесс и результат упрочнения колесной пары при варьировании настроек параметров сигналов. Для анализа и сравнения параметров отклоняющей системы в статье применены методы имитационного моделирования и экспериментальные исследования на действующей установке плазменного упрочнения типа УПЗГ-2П. Описан принцип работы и основные характеристики установки плазменного упрочнения типа УПЗГ-2П. Разработана и смоделирована схема управления и формирования широтно-импульсной модуляции для отклоняющей системы в среде Proteus VSMMPLAB. Произведена корректировка программы управления для отклоняющей системы установки плазменного упрочнения, написанной на ассемблере, применяющаяся при экспериментальных запусках установки типа УПЗГ-2П. Произведены экспериментальные запуски установки плазменного упрочнения типа УПЗГ-2П с целью определения соответствия требуемых параметров упрочнения в зависимости от изменения параметров отклоняющей системы. Показано, что при изменении настроек формы и частоты тока в блоке управления установкой происходит изменение параметров упрочнения, показана зависимость результатов упрочнения от параметров отклоняющей системы. Проведя анализ полученных результатов моделирования и экспериментов, было отмечено, что при изменении частоты тока отклоняющей системы происходит изменение ширины упрочняемого слоя, а изменение формы тока отклоняющей системы влияет на концентрацию энергии, распределенной по площади упрочнения бандажа колесной пары.
Ключевые слова
Плазменное упрочнение, бандаж, колесная пара, плазмотрон, плазмотрон косвенного действия, плазмотрон прямого действия, отклоняющая система, частота, форма тока.
1. Балановский А.Е. Оценка возможности применения технологий поверхностного упрочнения рельсов для уменьшения бокового износа // Сварка в Сибири. 2002. № 2(8). С. 16-21.
2. Плазменное поверхностное упрочнение / Лещинский Л.К., Самотугин С.С., Пирч И.И., Комар В.И. Киев: Тэхника, 1990. 109 с.
3. ТУ ЦРТ-0001-2010 ОАО «РЖД». Колеса бандажные с плазменным упрочнением гребня для грузовых, пассажирских и маневровых локомотивов. 2010. С. 5-6.
4. Сафонов Е.Н., Дружинин И.С., Орлова Н.В. Закалка поверхностного слоя деталей машин плазменной дугой прямого действия // Упрочняющие технологии и покрытия. 2010. № 9. С. 23-29.
5. Colak I., Kabalci E., Bayindir R. Review of multilevel voltage source inverter topologies and control schemes // Energy Conversion and Management. 2011. Vol. 52. Pp. 1114-1128. doi: 10.1016/j.enconman.2010.09.006
6. Pulse Width and Pulse Frequency Modulation Pattern Controlled Active Clamp ZVS Inverter Link AC-DC Power Converter Utility AC Side Active Power Filtering Function for Consumer Magnetron Driver / Nakaoka M., Saha B., Mun S.P., Mishima T., Kwon S.K. // 33rd Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON). IEEE, 2007. Pp. 1968-1971. doi: 10.1109/IECON.2007.4460148
7. Control of a single phase cascaded H-bridge multilevel inverter for grid-connected photovoltaic systems / E. Villanueva, P. Correa, J. Rodriguez, M. Pacas // Industrial Electronics, IEEE Transactions. 2009. Vol. 56. Pp. 4399-4406. doi: 10.1109/TIE.2009.2029579
8. Ertan H.B., Simsir N.B. Comparison of PWM and PFM induction drives regarding audible noise and vibration for household applications // IEEE Transactions on Industry Applications. 2004. Vol. 40. No. 6. Pp. 1621-1628. doi: 10.1109/TIA.2004.836316
9. Nguyen H.V., Lee D. Comparison of power losses in single-phase to three-phase AC/DC/AC PWM converters // 9th International Conference on Power Electronics and ECCE Asia (ICPE-ECCE Asia). IEEE, 2015. |Pp. 940-945. doi: 10.1109/ICPE.2015.7167894
10. Wang C.M. A novel single-stage full-bridge buck-boost inverter // Eighteenth Annual IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC'03). IEEE, 2003. Pp. 51-57. doi: 0.1109/TPEL.2003.820583
11. Modular Cascaded H-Bridge Multilevel PV Inverter With Distributed MPPT for Grid-Connected Applications / B. Xiao, L. Hang, J. Mei, C. Riley, L.M. Tolbert, B. Ozpineci // IEEE Transactions on Industry Applications. 2015. Vol. 51. Pp. 1722-1731. doi: 10.1109/TIA.2014.2354396
12. Пыкин Ю.А. Анахов С.В., Наумейко А.В. Эффективность и безопасность технологий плазменно-дуговой резки металлов // Безопасность труда в промышленности. 2003. №9. С. 15-17.
13. Балановский А. Е. Плазменное поверхностное упрочнение металлов. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2006. 180 с.
14. Коновалов Ю.В., Гладышев М.А. Автоматизация плазменного упрочнения деталей // Повышение эффективности производства и использования энергии в условиях Сибири. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2014. С. 83-87.