Ситуация до начала работы
Клиент, производитель оборудования для перемотки полиэтиленовой плёнки, обратился к нам с задачей разработки высоковольтного источника напряжения. Оборудование предназначалось для перемотки стрейч-плёнки с больших рулонов на небольшие катушки, готовые к продаже в магазинах. Для обеспечения равномерной укладки и «прилипания» плёнки к катушке требовалось создать электростатическое поле.
Ключевая проблема заключалась в отсутствии готового решения на рынке: необходим был источник, сочетающий высокую надёжность, компактные размеры и низкую себестоимость.
Обсуждение вводных
После обсуждения задачи с клиентом мы выделили следующие требования:
● Высокое выходное напряжение: 12–14 кВ в режиме холостого хода.
● Низкая мощность: устройство должно потреблять минимальный ток при нормальной работе.
● Защита от перегрузок и короткого замыкания: устойчивость к неблагоприятным условиям эксплуатации.
● Компактность: габариты не должны превышать 150х100х50 мм.
● Экономичность: минимальная себестоимость при массовом производстве.
Анализ
Мы изучили технологические ограничения, существующие схемотехнические подходы и требования к надежности. Основной сложностью было создание источника, который бы сочетал малую мощность с высоким выходным напряжением, обеспечивая стабильность работы в условиях коротких замыканий.
Работа
На этапе разработки мы использовали импульсную схему преобразования напряжения, что позволило минимизировать габариты и энергопотребление.
● Разработан прототип размером 150х100х50 мм, соответствующий заданным параметрам.
● Внедрена автоматическая защита от короткого замыкания: в момент замыкания источник отключается, а при устранении замыкания автоматически восстанавливает работу и выдаёт высокое напряжение.
● Проведены тесты с многократными переключениями выходной цепи для проверки надёжности.
Сложные моменты
Ключевой технической задачей стало создание схемы защиты, которая могла бы мгновенно реагировать на короткие замыкания без ущерба для работы оборудования. Важно было также обеспечить быстрое восстановление работы источника, чтобы оборудование не требовало дополнительных вмешательств оператора.
Решение задачи
Мы изготовили и протестировали прототип, который:
● Устойчиво выдаёт 12–14 кВ на выходе в нормальном режиме работы.
● Обеспечивает автоматическое отключение при коротком замыкании и восстановление работы после устранения замыкания.
● Прошёл проверку на надёжность, включавшую 1000 циклов замыкания и размыкания выхода.
Для тестирования был использован метод наблюдения коронного разряда, подтверждающий наличие высокого напряжения на выходе.
Заключение
В результате работы был создан надёжный, компактный и экономичный высоковольтный источник питания, полностью соответствующий требованиям клиента.
Решение обеспечило стабильную работу оборудования для перемотки плёнки, сократило эксплуатационные риски и оптимизировало затраты на производство. Это ещё раз подтвердило нашу экспертизу в области разработки высоковольтных систем и адаптации технологий под уникальные задачи клиентов.