CC BY
16
УДК 621.3 (075.3)
КОНТРОЛЬ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА РЕКУПЕРАЦИИ ЭНЕРГИИ ИОНОВ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ ТОПЛИВА
В. И. Трифанов, Л. И. Оборина, Д. Р. Рыжов Научный руководитель - И. В. Трифанов
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: [email protected]
Представлена схема контроля и управления процессом работы рекуператора положительно заряженных ионов.
Ключевые слова: рекуператор энергии, положительно заряженные ионы, контроллер, конденсатор, электрический ток, напряжение.
THE CONTROL OF PARAMETERS OF IONS' OF THE COMBUSTION PRODUCTS
RECOVERY PROCESS
B. I. Trifanov, L. I. Oborina, D. R. Ryzhov Scientific Supervisor - I. V. Trifanov
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]
These abstracts of papers present scheme of the control process of recuperator work of positively charged ions.
Key words: energy recuperator, positively charged ions, controller, capacitor, electric current, voltage.
Актуальным является преобразование энергии заряженных частиц в электростатическое электричество, например, при работе электрических ракетных двигателей (ЭРД), что может позволить повысить их эффективность [1] и нейтрализовать заряженные частицы, например, ионы продуктов сгорания топлива за срезом сопла. Был предложен рекуператор энергии положительно заряженных ионов [2], представляющий собой многоколлекторную систему с широким энергетическим спектром торможения и высокотокопроводящими заряжающими электродами последовательно установленных боковых конденсаторов ионисторного типа, а также цилиндрического заряжающего электрода-коллектора торцевого кольцевого ионисторного конденсатора, обеспечивающего широкую зону торможения за счет электрофизических параметров электродов и заполнения рабочих полостей конденсаторов наномодифицированным электролитом на литиевой или рубидиевой основе. Ионисторные конденсаторы в системе рекуперации энергии используются как преобразующие элементы, накопители энергии и источники напряжения.
Заряжающие электроды-коллекторы представляют собой гибридные наномодифицирован-ные углеродные структуры, которые обеспечивают хорошую электропроводимость и низкую газопроницаемость, что необходимо для устойчивой работы рекуператора, а также для быстрой зарядки и разрядки, высокой токовой нагрузки при температурном режиме T<200 C.
Для управления процессом рекуперации и контроля электрических и физических параметров: потенциалами на электродах, объемными зарядами в полости рекуператора, режимами зарядки и разрядки, температурным режимом, частотой импульсов напряжения на управляющем
Секция «Метрология, стандартизация и сертификация»
электроде и на ионисторных конденсаторах, была разработана схема контроля и управления процессом работы рекуператора энергии положительно заряженных ионов (рис. 1) с использованием контроллера ПЛК-150. На рис. 1 показана электрическая схема соединения ПЛК-150 с датчиком тока, напряжения, контроля объемного заряда, расхода охлаждающей жидкости и устройствами коммутации.
М1111 * * * 1 * *
Рис. 1. Схема контроля и управления процессами работы рекуператора положительно заряженных ионов
Применение контроллера ПЛК-150 позволяет осуществить контроль и управление рекуперацией энергии: комплексом параметров, путем регулирования напряжения на ускоряющих, ус-коряющее-тормозящих и управляющих электродах при помощи цифровых приборов, а также за счет регулирования величин тока, источников высокого напряжения, величины тока при зарядке и разрядке конденсаторов на потребителя, в том числе при поддержании потенциала на электродах-коллекторах, заряжающих электродах и управляющем электроде. При этом все параметры работы рекуператора и ионисторных конденсаторов могут быть сбалансированы за счет контроля параметров и управления процессами рекуперации при помощи контроллера ПЛК-150. Представленная схема управления процессом рекуперации может применяться как для положительно заряженных ионов, так и отрицательно заряженных ионов, так как электроды ионисторных цон-денсаторов не полярные и могут работать при смене потенциала на управляющих электродах рекуператора.
Библиографические ссылки
1. Трифанов И. В., Казьмин Б. Н., Оборина Л. И., Трифанов В. И., Савельева М. В. Повышение эффективности многофункциональных электрических ракетных двигателей / Вестник СибГАУ; Том 17, № 3, С. 729-737.
2. Заявка на патент №2016115104/07 (023843) от 19.04.2016. Рекуператор положительно заряженных ионов / Трифанов И. В., Казьмин Б. Н., Оборина Л. И., Трифанов В. И.
© Трифанов В. И., Оборина Л. И., Рыжов Д. Р., 2017
