Электрические методы обработки материалов - Могорян Н.В.
Скачать (прямая ссылка):
схемой выпрямления. Для наиболее распространенной трехфазной мостовой
схемы без сглаживающих фильтров коэффициент пульсаций составляет 6-7% при
их частоте 300 Гц. Для снижения пульсаций UyCK на выходе выпрямителя
устанавливают фильтры из конденсаторов и дросселей, что значительно
усложняет схему источника и делает ее менее надежной в работе при
возникновении электрических разрядов в пушке. Особенно усложняется задача
сглаживания пульсаций для получения коэффициента менее 0,5-1,0%.
В некоторых случаях вводится переменная составляющая в ток фокусирующей
линзы таким образом, чтобы фокусное расстояние линзы оставалось
постоянным при пульсациях и нестабильности [/уск, но из-за сложности эта
система не получила широкого применения.
На рис. 54 приведена расширенная блок-схема системы питания низковольтной
ЭЛУ с ускоряющим напряжением 30 кВ [5]. На примере этой схемы рассмот-
91
рим основные блоки питания электронно-лучевой аппаратуры, и требования к
ним. Блок питания включает следующие основные узлы:.
- высоковольтный трехфазный силовой трансформатор 24, в цепи первичной
обмотки которого имеется блок стабилизации ускоряющего напряжения V;
одновременно выполняет функции регулятора напряжения;
- высоковольтный выпрямитель 25;
- сглаживающий фильтр LC;
- блок питания электронной пушки 18;
- блок питания фокусирующей и отклоняющей систем II;
- стабилизатор и модулятор тока электронного луча I;
- цепи управления, контроля и измерения выпрямленного напряжения, тока
нагрузки и накала, вакуума, давления в системе охлаждения.
Источники ускоряющего напряжения. По величине ускоряющего напряжения ЭЛУ
делятся на три группы: низковольтные (15-30 кВ), с промежуточным
напряжением (40-100 кВ) и высоковольтные (100-150 кВ).
В зависимости от мощности и UyCK в промышленных установках применяются
два типа высоковольтных выпрямителей. В блоках питания низковольтных
пушек с мощностью пучка до сотни киловатт обычно используются многофазные
схемы выпрямления. Питание выпрямителей осуществляется от силовой сети
промышленной частоты через регуляторы напряжения. Выпрямители
высоковольтных ЭЛУ небольшой мощности обычно питаются через статические
умножители частоты, благодаря чему уменьшаются габариты и обеспечивается
стабилизация параметров процесса.
В высоковольтных источниках питания ЭЛУ для прецизионной обработки и
сварки в качестве стабилизирующих элементов целесообразно использовать
электронные и полупроводниковые стабилизаторы тока и напряжения. В
источниках питания установок средней и большой мощности более оправдано
применение магнитных усилителей (рис. 54). При отклонении ускоряющего
напряжения от заданной величины сигнал с делителя напряжения /?д подается
в блок сравнения. Напряжение рассогласования после усиления поступает на
обмотки управления магнитного усилителя, изме-
92
Рис. 54
няя его сопротивление таким образом, чтобы падение напряжения на его
силовых рабочих обмотках компенсировало возмущения по сети или по
нагрузке.
В работе [12] приводится блок-схема источника высокого ускоряющего
напряжения для питания электростатической электронно-лучевой сварочной
пушки. Схема (рис. 55) содержит тиристорный контактор 1, высоковольтный
трансформатор 2, высоковольтный выпрямитель 3, высоковольтный фильтр 4,
высоковольтный делитель 5, нагрузку (электронно-лучевая пушка) 6,
устройство управления 7, блок пуска 8, блок регулирования 9, устройства
токовой отсечки 10, блок защиты 11. Тиристорный контактор служит для
включения источника питания в начале сварочного процесса; обеспечения
заданных фронтов нарастания и спадания высокого напряжения на нагрузке;
отключения источника по окончании сварки и в случае аварийных режимов;
регулирования величины выходного высокого напряжения. Применение
тиристоров значительно упрощает задачу построения схемы регулирования
выходного высокого напряжения и системы защиты источника от аварийных
режимов.
93
10
11
3
Вид
Вым
Рис. 55
В качестве высоковольтного выпрямителя возможно также использование
выпрямителя типа ВТМ-125/70, а в качестве тиристорного регулятора
напряжения - выпускаемого отечественной промышленностью регулятора типа
РНТТ-330/600 [13]. С целью сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения
высоковольтного выпрямителя применяются различные схемы фильтров, одна из
которых приведена на рис. 57. Фильтр содержит мощный транзистор Т,
усилитель У, высоковольтный делитель R2R3, стабилизированный выпрямитель
В, импульсный диод Д1 и импульсный дроссель Др1. Пульсации выходного
напряжения выделяются на транзисторе Т. При наличии бросков напряжения
соответствующая энергия запасается в Др1, а импульсное напряжение на
транзисторе Т не превышает выходного напряжения на выпрямителе В.
Выпрямитель В и дроссель Др1 функционируют только при наличии импульсных
перенапряжений, в остальное время выпрямитель В отключен импульсным
диодом Д1 [14].
Стабилизация тока пучка. Величина тока электронного луча может колебаться
