Exposé des lignes d'une thèse en russe
Etudes au domaine de sécutité contre étincelle ont reçu un grand développement en raison d'une large application des installations du contrôle et d'automatisation des processus de fabrication aux entreprises avec l'atmosphère explosive et d'incendie. Les tâches actuelles sont le perfectionnement des méthodes de l'élaboration et de la conception les appareillages électriques de sécutité contre étincelle, en particulier - des méthodes d'estimation de calcul et de la prévision de sécutité contre étincelle des circuits électriques.
L'estimation de calcul de sécutité contre étincelle des circuits électriques est compliquée par ce que jusqu'ici il n'y a pas de moyen sur de la décision de la question sur l'influence de la série de facteurs sur la pouvoir inflammable de décharge. Ce sont: le courant, la tension, la résistance du circuit (capacitive et inductive), la vitesse et le type de coupure ou d'enclenchement, la forme et le matériel des électrodes, la fréquence, la génération du gaz ou de vapeur et sa concentration.
La méthode principale d'estimation de sécutité contre étincelle reste experimental. Cette méthode fondé sur l'essai des circuits électriques dans les chambres explosives et dans la plupart des cas ne donne pas la possibilité d'estimer la sécutité contre étincelle au stade initial de l'élaboration de l'équipement.
BUT DU TRAVAIL
-étudier la chauffage de l'électrode au enclenchement et à la coupure du circuit, estimer influence d'inflammation du mélange explosive sur la chauffage de l'électrode;
-recevoir les valeurs précisées des courants enflammant pour le circuit inductif avec les divers types des shunts (ohmique, ohmique linéaire, ohmique non linéaire (varistance), à diode et à tube régulateur de tension) avec l'utilisation du modelage informatique ce que donne les valeurs exactes et universelles;
-calculer avec l'utilisation d'ordinateur les valeurs des courants enflammant pour les divers mélanges en fonction de la concentration des derniers dans l'air.
Une des parties du mon travail de qualification propose la méthode du modelage informatique de circuit avec la sécurité contre étincelle, prenant en considération l'influence des shunts extincteurs répandus (à diod, à résistance, à varistance, à tube régulateur de tension), qui peuvent être appliqués aux appareillages électriques. Ces shunts limitent la tension sur les contacts commutés dans les circuits à courant continu et alternatif avec les charges inductives.
La vérification de la méthode d'estimation des paramètres du circuit avec la sécurité contre étincelle se réalise à l'exemple de circuit le plus simple ohmique, les circuits inductif aux shunts extincteur d'étincelles – les limiteurs de tension de la charge. Examinerons l'exemple de calcul de circuit inductif avec les shunts à diod et à tube régulateur de tension.
Circuit inductif avec les shunts à diod et à tube régulateur de tension
On élaborait le modèle informatique du shunt à tube régulateur de tension (fig. 1), dans laqelle on utilisait le travail en régime du claquage électrique, c-à-d le régime de stabilisations sur la branche inverse de la caractéristique courant-tension. Les paramètres du modèle : Ust – la tension de la stabilisation; Rdif - la résistance différentielle du tube régulateur de tension, définissant l'inclinaison de la caractéristique sur le tronçon du claquage électrique; Rd, Ud - sont analogues Vf, Ron pour la branche directe de la diode.
Figure 1 – Modèle informatique de shunt à tube régulateur de tension
L'efficacité de l'action des shunts à diod et à tube régulateur de tension était contrôlée dans le circuit dangereux selon la pouvoir enflammant (le mélange explosible – méthane-air). Les osciliogrammes calculés des courants et des tensions de décharge de longue durée en arc sont reduits sur la fig. 2. La comparaison des paramètres enflammant des diverses variantes des circuits est présentée dans le tab. 1.(paramètres de tube régulateur de tension : Ust=10 V, Ud=1 V, Rd=3 Ω, Rdif=5 Ω; les paramètres de diode : Ron=1,53 Ω, Lon=0, Vf=0,495 V).
Tableau 1 - Estimation de sécutité contre étincelle en circuit inductif avec les shunts à diod et à tube régulateur de tension
| Shunt |
Pa, W |
ta, μs |
Wa, mJoule |
Up, V |
i, A |
| à tube régulateur de tension |
1,8 |
37 |
0,067 |
31,5 |
0,35 |
| à diod |
1,73 |
35 |
0,061 |
30,5 |
0,33 |
| Non |
17,7 |
308 |
5,4 |
172 |
0,33 |
Figure 2- Oscillogrammes virtuels du courant et de tension de circuit inductif complexe
а) sans shunt à tube régulateur de tension;
b) avec le shunt à tube régulateur de tension
CONCLUSIONS
On présente au travail de qualification de mastère le programme créé dans les paquets MathCad et MatLab, à l'aide de qui on peut définir le rapport entre les paramètres de la décharge électrique assurant la probabilité donnée de l'explosion. Pour le moment ce sera le modèle mathématique le plus exact de l'ignition électrique dans le milieu gazeux.
BIBLIOGRAPHIE
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