ДӘРІС 11 Тақырыбы: Электр тоғымен өңдеу
3. Электрлік қоршамдар
163
𝑓 = 𝜏1
з = 1
𝑅𝐶𝑙𝑛𝑙𝑛[1−𝛼1
з] . (12.12) Кейде импульстерді сипаттау үшш тығыз еместік деген тусшк өңпзеді
𝑆 = 𝜏𝑇
𝑖 (12.13) Зарядсыздану контурына берілетін орташа қуат, Вт,
𝑃 =𝑊𝑇 = 𝑓𝑊 . (12.14) Импульстер генераторының қуаты, Вт,
𝑃 = 𝑃𝜂𝑛
з , (12.15)
мұндағы 𝜂з - зарядтау контурының П.Э.К.
Импульстер генераторларының негізгі параметрлері технологиялық жағдайлармен анықталады. Бұл — импульстер параметрлері (зарядсыздану токтарының амплитудасы, импульстің энергиясы және орташа қуаты, импульстегі электр мөлшері (заряд), қайталану мерзімділігі, тығыз eмecтігі), сондай-ақ қоректендіру кepнeyi, генератор қуаты, зарядсыздану басталардағы кернеу.
𝑅𝐶-генераторларында энергияның айтарлықтай бөлігі резисторды қыздыруға шығынданады. Сондықтан осындай генераторлардың П.Э.К. 25 %- дан аспайды және олардың қуаты 5...7 кВт болады. Конденсатордың зарядталуын жылдамдату және оның кернеуін жоғарылату үшін, резисторлардың орнына индуктивтік элементтер пайдаланылады (𝐿𝐶-, 𝐶𝐶- немесе 𝑅𝐿𝐶-генераторларда). Осының нәтижесінде П.Э.К. 50 %-ға тең болады.
Әдетте, релаксациялық генераторларды басқа типті генераторларда қосымшы блок ретінде пайдаланады.
Электр-машиналық генераторлар көмегімен үлкен токтар алады (П.Э.К.
70...75%), бipaқ олардың шуы жоғарғы деңгейде болады. МГИ типті электр- машиналық генераторлар пайдаланылады.
Шала өткізгіштік және шамдық ауыстырып қосқыштың элементтер негізінде жиналған ШГИ, ТГ және ГКИ типтерлі генераторлар өзгермелі жиілікпен берілген пішінді (көп жағдайларды өте күрделі пішінді) импульстерді алуға мүмкіндік тудырады. Олар металдарды электр-эрозиялық өңдегенде пайдаланылады.
164
Малдар түріне байланысты желі бip немесе бірнеше сымды болады. Сымдарды 30...90 см биіктікке іледі.
Электрлік қоршамдарды пайдалану электр тоғының биологиялық әрекетіне негізделінген. Импульстер генераторының бip полюсін жерге, ал екінші полюсін ток жүргізетін желіге қосады. Мал желіге тиіп кетіп (жанасып) ток тізбегін тұйықтайды. Электр тоғы мал және жер арқылы өтеді. Электр тоғы мал денесі арқылы өткенде клеткаларға әрекет етеді және нервтер мен бұлшық еттерді тітіркендіреді де, ұнамсыз электрлік "соққы" сезімін қоздырады. Осы себептен мал үркіп кетеді. Электрлік қоршамда бipaз уақыт ішінде бағылғаннан кейін малдарда қоршағыштық сымға тиіп кетуден "қорқу" шартты рефлекс пайда болады.
Электрлік қоршамдардың станционар қоршамдармен салыстырғанда мынадай артықшылықтары бар: материалдар шығыны 1,8...15 есе кем, қоршамды салу және жөндеу уақыты айтарлықтай аз.
Электрлік импульстер малдарды айтарлықтай күшті тітіркендіруі және сонымен қатар малдар мен адамдарға қayiпciз болуы керек.
Төменде келтірілген импульстер параметрлерінің кiшi мәні оларды әсер етуінің тиімділігі жағдайы бойынша сипаттайды, ал үлкен мәні қауіпсіздік жағдайы бойынша сипаттайды.
Импульстердің ұсынылатын параметрлері:
желдегі кернеудің амплитудалық мәні ... 2...10 кВ импульстегі токтың амплитудалық мәні ... 50...150 мА импульстер жиілігі ... 60...120 мин-1 мал денесі арқылы өтетін электр зарядтар мөлшері ... 2...2,5 мКл импульс ұзақтылығы, көп те емес ... 0,1 с импульстердің тығыз еместігі, кем де емес ... 15 Электрлік қоршамдарға арналған импульстер генераторларының маңызды элементі - энергия жинауыш-конденсатор. Осы конденсаторға энергия салыстырмалы көп уақыт аралығында келіп түседі, ал жүктемеге өте аз уақыт ішінде беріледі. Бұл жағдайда жүктемеде үлкен лездік қуат пайда болады, ал қоректендіру көзі импульстер генераторының аз мәнді орташа қуатына есептелінуі мүмкін.
Әдетте, электрлік қоршамдарда қарапайым және жеңіл басқарылатын 𝑅𝐶- генераторлары пайдаланылады. Олар индуктивті және сыйымдылықты шықпалы болуы мүмкін.
Индуктивті шықпалы генераторларда энергия жинауыш конденсаторда зарядталу кезінде төмен кернеу тудырылады; содан кейін ол коммутациялау құрылғысы арқылы жоғарылатқыш трансформатордың бipiнші реттік орамасына зарядсызданады. Трансформатордың екінші орамасында индукцияланған жоғары кернеу импульстері электрлі қоршамның ток өткізетін желісіне түседі. Бұл типке қоршамдардың ИЭ-200, ЗК-1М, ЛCXA, ГИЭ-1 генераторларын жатқызады.
165
Сыйымдылықты шықпалы генераторларда энергия жинайтын конденсаторда жоғары кернеу тудырылады; содан соң коммутациялайтын құрылғы арқылы ол тікелей ток өткізетін желіге зарядсызданады.
Импульстер генераторлары eкi жұмыс режимінде жұмыс icтeyi мүмкін:
автотербелісті (ток өткізетін желіге импульстер үзіліссіз түсіп тұрады) және күтпелі (импульстер тек желіге малдар тиіп кеткен жағдайда ғана беріледі).
Күтпелі режимде жұмыс істегенле автономиялы тұрақты ток қоректендіру көздерінің қызмет істеу мерзімін айтарлық ұзартуға болады.
12-3-суретте ИЭ-200 электрлі қоршамына арналған индуктивті шықпалы ГИЭ-1 импульстер генераторының негізгі электр сұлбасы берілген.
Сурет-12.3. ГИЭ-1 импульстер генераторының принциптік электрлік сұлбасы
Егер ауыстырып қосқыш 𝑆𝐴1 "торап" орнында болса, генераторға кернеу электр торабынан трансформатор 𝑇𝑉1 және түзеткіш А1 арқылы бершеді Ауыстырып қосқыш 𝑆𝐴1 "Бат" орнында болғанда, генератор немесе ішкі құрғақ элементтер батереясынан 𝐺𝐵, немесе кepнeyi 12 В сыртқы акқумулятор батереясынан қоректенеді. Қоректендіру кepнeyi стабилитроннан 𝑉𝐷3, транзисторлардан 𝑉𝑇2, 𝑉𝑇4 және 𝑉𝑇5 және резистордан 𝑅7 тұратын тұрақтандырғышқа түседі.
Автотербеліс режимге жұмыс icтey үшiн ауыстырып қосқыш 𝑆𝐴 "Авт"
орнына ауыстырылып қойылады. Сонда тұрақтандырғыш шықпасынан кезектік деп аталатын кернеу (7,2 В) тұрақты кернеулі жоғарылатқыш түрлендіргіштің шықпасына беріледі. Түрлендіргіш сұлбасы құрамында резисторлар 𝑅13 және 𝑅14, конденсатор 𝐶5, транзисторлар 𝑉𝑇8 және 𝑉𝑇9, трансформатор 𝑇𝑉2 және түзеткіш 𝐴2 болады. Түзеткіштен конденсатор 𝐶6 (сыйымдылықты энергия жинауыш) зарядталады. Конденсаторда 200 В кернеу тудырылады. Бip уақытта резистор 𝑅15 арқылы конденсатор 𝐶7 зарядталады.
166
Осы конденсатордағы (𝐶7) кернеу Белгілі мәнге жеткенде, тиратрон VL ашылады, ал конденсатор 𝐶7 тиратрон 𝑉𝐿 және коммутациялайтын тиристордың VS басқаратын электроды арқылы зарядсызданады. Тиристор VS ашылады және де сыйымдылықты энергия жинауыш 𝐶6 жоғарылатқыш жоғары кернеулі трансформатордың 𝑇𝑉3 бірінші peттік орамасына зарядсызданады;
жоғары вольтті импульс пайда болады. Ол электрлі қоршамның ток жүргізетін желісіне түседі (трансформатордың 𝑇𝑉3 екінші peттiк орамасының бip шықпасы желіге қосылған, ал екінші шықпасы стабилитрондар 𝑉𝐷1 және 𝑉𝐷2 тізбектері арқылы жерлестірілген). Одан әpi конденсаторлар 𝐶6 және 𝐶7 қайтадан зарядтала бастайды; негізгі үрдіс қайталанады.
Малдарда электрлі қоршамнан қорқу шартты рефлексі дағдыланғанда, импульстер генераторын күтпелі жұмыс режиміне келтіруге болады. Ол үшін ауыстырып қосқыш 𝑆𝐴2 "Қут" орнына ауыстырьтлады. Осы кезде тұрақты кернеу түрлендіргіш тұрақтандырғыштан транзистор 𝑉𝑇7 арқылы белінген.
Тұрақтандырғыштың шықпасынан кернеу 7,2 В резистор 𝑅1 және трансформатордың 𝑇𝑉3 екінші peттiк орамасы арқылы қоршамның ток жүргізетін желісіне беріледі. Стабилиторондар 𝑉𝐷1 және 𝑉𝐷2 тiзбeгi жабық, өйткені берілген кернеу оларды ашуға жеткіліксіз. Конденсатор 𝐶1 зарядталады және де сол конденсаторда ток жүргізетін желідегі кернеуге тең кернеу тудырылады. Бөлгіш 𝑅4, 𝑅5, 𝑅3 арқылы транзисторларда 𝑉𝑇1 және 𝑉𝑇3 жиналған табалдырықтық құрылғының шықпасына тұрақты ығысу беріледі.
Егер мал ток жүргізетін желіге тиіп кетпесе, табалдырықтық құрылғының кірмесінде icкe қосатын сигнал жоқ, симметриялы емес мультивибратор 𝑉𝑇6, 𝑉𝑇7, 𝐶4, 𝑅8 − 𝑅12 әрекет етпейді, тұрақтандырғыштан тұрақты кернеу түрлендіргішіне қорек түспейді және генератор жоғары кернеулі импульстерді ендірмейді.
Егер мал ток жүргізетін желiгe тиіп кетсе, желі мен жер арасындағы кедергі кенет төмендейді. Бұл конденсатордағы 𝐶1 кернеудің азаюына әкеледі.
𝐶2 және 𝑅2 элементтер арқылы табалдырықтық құрылғының кірмесіне icкe қосу импульсі түседі, ал оның шықпасынан (резистор 𝑅6) сигнал симметриялы емес мультивибратордың кipмeciнe беріледі, транзистор 𝑉𝑇7 ашылады және де сол арқылы тұрақтытандырғыштан тұрақты кернеу түрлендіргішінің сұлбасына қорек беріледі. Одан әpi жоғары вольтті импульс автотербелісті режимдегі сияқты қалыптастырылады. Импульс берілгеннен кейін генератор қайтадан күту режиміне, желіге мал келесі рет тиіп кетуіне дейін, көшеді.
ГИЭ-1 генераторының ерекшелігі — ток жүргізетін желі мен жер арасындағы кедергінің өзгеру жылдамдығына қарсылығы (реакциясы).
Қоршаған ортаның оқшауламасына әсер еткенде ток жүргізетін желі мен жер арасындағы кедергі біршама баяу өзгереді, ал ток жүргізетін желі мен мал түйісу нәтижесінде бұл кедергі секундтың үлесі ішінде өзгереді. Бұл өте маңызды.
Электрлік қоршамдарды эксплуатациялауда белгілі қауіпсіздік ережелерін сақтау керек. Қоршамның ток жүргізетін желісінің жақсы көрінетін
167
жерлеріне "Қayiпті! Электрлік қоршам" сақтау плакаттары бекітілуі қажет.
Кернеу берілген ток жүргізетін желіге тиіп кетуге болмайды. Импульстер генераторын ашып тексеруте тек қауіпсіздік техникасы бойынша біліктілік тобы үшінші топтан төмен болмайтын электрикке ғана рұқсат етіледі.
Генератор блогын тұрқынан шығарып орындалатын жұмыстарды жоғары қауіптілік болмайтын үйжайларда атқарады. Найзағай уақытында ток жүргізетін желіге және импульстер генераторына жақындауға болмайды.