Теоретичні обґрунтування електричних параметрів робочої зони електронасіннєобробної машини

Відсутність якісного насіння, яке би доносила до врожаїв потенціал генотипів культурних рослин зменшує продуктивність рослинництво і наслідок всього сільськогосподарського виробництва.

Електрорнасіннєобробні машини могли би забезпечити отримання якісного насіння культурних рослин, але для цього необхідно в робочій зоні таких сепараторів створювати високу напруженість електричного поля, тобто підводити до електродів які є складовими елементами згаданих сепараторів різницю потенціалів 20 і вище кіловольт. Для розробки джерел такої напруги (джерел живлення) необхідно визначити параметри робочої зони і змоделювати її як нелінійні елемент дільниці електричного кола. Це дасть можливість виготовляти різні модифікації електронасіннєобробних машин і забезпечувати продовольство високоякісним посівним матеріалом.

При підведені високої напруги до міжелектродного простору, яке і власне і є робоча зона електронасіннєобробних машин, в ній протікає електричний струм, якщо це поле електростатичне, то це струм зміщення. Внаслідок цього струму зміщення відбувається контактне заряджання насінин шляхом електричної індукції. Найбільш загальним випадком електричних процесів в робочі зоні є фізичне явище яке називають коронним розрядом. Якщо в робочій зоні використовується статичне поле, то це можна розглядати як частковий випадок загальної картини електричних процесів які мають місце при коронному розряді. При використані коронного заряду для заряджання насінин, в робочій зоні протікатиме струм переносу. У всіх цих випадках наявні на даний час розробки, відповіді на питання як визначити параметри БВН відповіді немає.

Робочим органом електрокоронних сепараторів є фізичне явище, яке називається електричним коронним розрядом. Для того, щоб виникав такий розряд і в робочій зоні електросепаратора заряджалися насінини іонами, які їм надає цей вид електричного розряду, треба підводити до цієї зони високу напругу. А це пов’язано з рядом питань, які недостатньо вивчені. Головними із них є поведінка джерела високої напруги, процес іонізації під впливом зміни міжелектродної відстані і т. ін. Розв’язання цих питань вимагає отримання нових знань про електричні параметри робочої зони електросепараторів насіння.

На рис. 11 схематично показано робоча зона електрокоронного сепаратора та стимулятора насіння.

Рис. 11. Робоча зона електрокоронного сепаратора насіння:

а – об’ємне (аксонометричне) зарядження; б – розташування голок на коронуючому електроді; в – електрична схема робочої зони із поясненням природи струму коронного розряду.

-φ – електричний потенціал на коронному електроді; 1 – рамка електронного електроду; 2 – стержень з голками; 3 – голка; 4 – осаджувальний електрод (заземлений електрод); 5 – негативні іони; 6 – насінини.

Рух заряджених частинок – іонів створює струм коронного розряду. Власне цей струм, який приводить до зсідання іонів на насінинах, спричиняє, по перше, силову дію на них, яка залежить від їх біологічного складу і стану, по друге, пробуджує в них додаткову біологічну енергію.

Якщо в якості осаджувального електроду взяти транспортерну стрічку і розташувати робочу зону, як показано на рис. 12, при цьому розглядати її в якості дільниці електричного кола, яке живить джерело електроенергії, то її можна представити як опір (елемент) схеми заміщення. Така схема заміщення процесу живлення робочої зони електросепаратора показана на рис. 13. Принципова схема живлення робочої зони показана на рис. 14.

V_H

V_Д

-φ

Рис. 12. Розташування робочої зони електрокоронного сепаратора у режимі електросепарування.

ω – напрям обертання ведучого валика: 1 – ведучий валик; 2 – насіннєві домішки (відходи); 3 – бункер відходів; 4 – контакт заземлення; 5 – транспортерна стрічка; 6 – ведений валик; 7 – бункер якісного насіння; 8 – якісні насінини.

Для вивчення параметрів робочої зони в даній роботі пропонується новий методичний підхід щодо режиму роботи блоку високої напруги (БВН). Такі блоки мають, як правило, помножувачі напруги та інші елементи, які ускладнюють процес вивчення параметрів робочої зони, оскільки вони є нелінійними [31].

Як відомо із теорії електричних кіл будь яка дільниця кола, яка має нелінійний елемент, є нелінійною, тобто закон Ома має розв’язуватись графічно.

Елементна схема заміщення процесу живлення робочої зони ектросепаратора насіння зображено на рис. 13. З урахуванням цього БВН пропонується розглянути як чорну скриню, приймаючи перехідну характеристику БВН ланцюга: вхід-вихід, як функцію такої скрині. Тоді схема на рис.14 матиме вигляд, який показаний на рис. 15.

Рис. 13. Елементна схема заміщення процесу живлення робочої зони ектросепаратора насіння.

БВН – блок високої напруги; R_Н – еквівалентний опір робочої зони;

kV – кіловольтметр; mA – міліамперметр.

Рис. 14. Принципова схема живлення робочої зони електрокоронного сепаратора насіння.

U_вих – вторинна напруга БВН; В – вимикач; R_Н – опір міжелектродного проміжку.

Рис. 15. Схема електричного кола для вивчення параметрів робочої зони електрокоронного сепаратора.

U_вих – вихідна напруга БВН; – нелінійна функція; R_Н – опір робочої зони.

Експериментальні дані висвітлені в наступних розділах.

Дата добавления: 2015-06-25