Источник питания для электронно-лучевой сварочной установки

 

Изобретение относится к области электронно-лучевой сварки, а именно к высок)вольтным источникам питания для сварочных электронно-лучевых установок . Цель изобретения - подавление повторных пробоев при погасании разряда в сварочной пушке. Источник питания состоит из трансформатора 1, высоковольтного выпрямителя 2, емкостного фильтра 3, дросселя 4 и включенного параллельно ему высоковольтного диода 5. Выход источника питания соединяется с электронной пушкой 7 с помощью кабеля 6. При превышении напряжения на пушке напряжения на емкости фильтра 3 диод 5 открывается и шунтирует дроссель 4. Колебательный характер заряда емкости кабеля 6 прекращается и напряжение на пушке не превьшгает напряжения источника питания. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ, РЕСПУБЛИК (51) 4 В 23 К 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2! ) «231856/25-27 (22) 20.04.87 (46) 30.10.88. Вюл. !1 40 (72) Г.А.Лоскутов, Н.Н.Казимиров, В,П,Игумнов H В.Ф,Чернышов (53) 621.791.72(088.8) (56) Каскадный источник питания электронно-лучевой установки для прецизионной сварки. — Автоматичес" кая сварка, И 5, 1981, с. 63-65. (54) ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВОЙ СВАРОЧНОЙ УСТАНОВКИ (57) Изобретение относится к области электронно-лучевой сварки, а именно к высоковольтным источникам питания для сварочных электронно-лучевых ус„„SU„„1433693 А 1 тановок ° Цель изобретения — подавление повторных пробоев при погасании разряда в сварочной пушке. Источник питания состоит из трансформатора 1, высоковольтного выпрямителя 2, емкостного фильтра 3, дросселя 4 и включенного параллельно ему высоковольтного диода 5. Выход источника питания соединяется с электронной пушкой 7 с помощью кабеля 6. При превышении напряжения на пушке напряжения на емкости фильтра 3 диод

5 открывается и шунтирует дроссель

4. Колебательный характер заряда емкости кабеля 6 прекращается и напряжение на пушке не превышает напряжения источника питания. 1 ил.

1433693 .

Изобретение относится к электронно-лучевой сварке.

Цель изобретения — подавление повторных пробоев при погасании разря5 да в сварочной пушке путем исключения перенапряжений и регулирования скорости восстановления ускоряющего напряжения на электронной пушке, На чертеже представлена схема

10 устройства.

Источник питания для электроннолучевой сварочной установки содержит трансформатор 1, высоковольтный выпрямитель 2, емкостный фильтр 3, дроссель 4 и включенный параллельно ему высоковольтный диод 5, анод которого соединен с выходом выпрямителя, а катод — с высоковопьтным кабелем 6. Последний соединяет источник питания с пушкой 7 и имеет собственную распределенную емкость

С„.

Источник работает следующим обра, зом. 25

В рабочем режиме диод 5 заперт отрицательным падением напряжения на активном сопротивлении дросселя 4 и ток через него не протекает. При пробое в пушке 7 возникает ток разряда, 30 равный сумме двух токов: тока разряда распределенной емкости С„ кабе. ля 6 и тока разряда емкости С фильтра 3, величина которого ограничена дросселем 4, Время разряда емкости

С через закороченный на время про-! боя вакуумный промежуток анод-катод пушки 7 во много раз меньше времени разряда емкости Сф через дроссель 4 и равно 1-? мкс. Поэтому начальный 40 период развития пробоя носит импульсный характер и сопровождается самопроизвольным погасанием разряда по мере расхода энергии, накопленной в емкости С кабеля 6. Так как мини- 45 мальный уровень тока самопроизвольного погасания разряда в вакууме значительно превышает величину тока пучка сварочных установок, То разряд в пушке 7 прекращается практически

50 сразу же после разряда емкости С, т.е. через 1-2 мкс.

За такое короткое время разряд емкости Сф фильтра 3 незначителен и напряжение на ней сохраняется пример-55 но равным выходному напряжению источника питания U . После погасания разряда начинается процесс повторной зарядки емкости С q за счет энергии, запасейной емкостью Сф и индуктивностью L дросселя 4. Процесс носит колебательный характер, поэтому время восстановления напряжения на емкости С соответственно и напряжения

U Hà пушке 7 зависит от выбора параметров элементов контура, состоящего из емкости Сф, индуктивнос и L u емкости С к.

На этом этапе возможность повторения пробоев зависит от соотношения скоростей подъема ускоряющего напря— жения на пушке и восстановления ее электрической прочности. Если скорость подъема напряжения на пушке больше скорости восстановления электрической прочности ее вакуумной изоляции, то происходит повторный пробой, Этот процес периодически повторяется вплоть In отключения источника питания от . ети средствами автоматики. Если же скорость подъема напряжения не превышает скорости восстановления электрической прочности пушки, то повторные пробои отсутствуют, и технологический процесс сварки продолжается после достижения на пушке ускоряющего напряжения Uï= БФ.

Подъем напряжения происходит по закону U„= U0 (1 cosset), где

2ТГ = — — частота колебаний конСф. Ск тура, а С = - — — -- "С вЂ” суммарС + C„ ная емкость контура, включающего в себя емкость Сф фильтра и собственную распределительную емкость С, кабеля. 3а четверть периода Т, т,е, 1 за время — — = — LC напряжение

4 4f. 2 на пушке достигает U =- U . При отсутствии диода 5 напряжение увеличивается и за вторую четверть периода достигает двойного значения выходного напряжения источника питания, т.е.

Пр 2По °

При подключении диода 5, как только напряжение на пушке превышает величину напряжения на емкости С ф фильтра 3, диод 5 открывается и шунтирует дроссель 4, срывая тем самым колебательный характер зарядки емкости

С кабеля 6 через дроссель 4. Таким образом, при наличии диода 5 время восстановления напряжения на пушке 7 составляет только четверть периода колебательного процесса, а величина напряжения UII не превышает напряже143 3б93

Формула изобретения

Т вЂ” ч1С = —. 10 с

4 2 2 или

Г/ГС = U 10 . напряжение, 1 — длина высоковольтного кабеля, м.

Составитель В. Пучинский

Техред Л.СердюковаКорректор Л. Пилипенко

Редактор И. Касарда

Тираж 922 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Косква, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

Заказ 5493/14

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул.. Проектная, 4 ния источника питания Уо, что исключает возможность появления перенапряжений на его элементах и повторных пробоев электронной пушки.

Экспериментально установлено, что скорость восстановления электрической прочности пушек промышленных сварочных установок не превышает

200 В/мкс. Следовательно, после пробоя ускоряющее напряжение на пушке должно, восстанавливаться за время

t = — l0 с.

-В

Это время равно четверти периода колебательного процесса, т.е.

Распределенная (погонная) емкость высоковольтных кабелей, например, типа 4КВЭЛ-160, равна 150 пФ/м, поэтому, в зависимости от длины емкость кабеля С„ -"С = 150 1 .10 Ф.

Используя эти данные, по формуле (1) выбирает необходимую величину индуктивности дросселя Ь 7.. 10

11 2 х — Гн.

Укаэанная схема с применением высоковольтного диода испытана на высоковольтных источниках питания типа

УЛ 140 с ускоряющим напряжением до

80 кВ и типа У 250А с напряжением до 30 кВ.

Предлагаемая схема источника питания по сравнению с прототипом обла.5 дает рядом преимуществ, повышающих его надежность при пробоях пушки во время сварки. Это, в свою очередь, исключает время аварийного простоя сварочного оборудования при выходе из строя высоковольтных элементов источника питания.

15- Источник питания для электроннолучевой сварочной установки, содержащий высоковольтный трансформатор выпрямитель с емкостным фильтром и дроссель, включенный в цепь высоко20 го напряжения между выходом источника питания и сварочной пушкой, отличающийся тем, что, с целью подавления повторных пробоев при погасании разряца в пушке, 25 параллельно дросселю включен высоковольтный диод, анод которого соединен с источником питания, а катод— с высоковольтным кабелем, соединяющим источник питания с пушкой, при

30 этом величина индуктивности дросселя

- U

L Ъ 7 -1О -- Гн, где U — ускоряющее