巴顿所60KW、60KV真空电子束焊机高压电源的分析与在应用中稳定束流的措施.pdfVIP

巴顿所60KW、60KV真空电子束焊机高压电源的分析 和在应用中稳定束流的措施 刘沛雨 金家东 (哈尔滨锅炉有限责任公司，lI}}尔滨150040) 【摘要】本文先介绍了乌克兰巴顿研究所60KW、60KV真空电子束高压电源的特点． 高压整流器、调整电子管、栅偏压电子管主回路及其控制系统的基本原理。根据对该设 备电气图纸的学习、研究和在实际焊接工作中发现的问题进行分析和讨论，对巴顿所 60KW、60Kv真空电子束高压电源进行评价。最后对在实际的焊接工作中改进、提高设 备性能，提出一些稳定焊接束流的措施。 【关键词】真空电子束 栅偏压 高压电源 一、高压电源的分析 97年哈尔滨锅炉厂有限责任公司引进了巴顿研究所60KW、60Kv真空电予束焊 机，由于图纸资料不全，有些电路图与实物不符，焊机在调试和使用中遇到很大的困 难。经过两年来的调试、实验，努力学习电控系统和操作方法，已经对该焊机有了一定 的了解，初步掌握了焊机操作规程和检测方法。我们感觉到了巴顿所的真空电子束焊机 有自己的特色，而高压电源是它的关键部件，高压电源在原理上、结构上、元器件的组 装和冷却方法上都有独到之处，值得我们学习和借鉴。 1、高压整流电源 ． 高压变压器为三相380V／50Hz，原边绕组为Y形接法，副边为四套三相绕组，二组 为Y接法，二组为△接法，其每一组各与三相全控桥整流器连接，四组整流串联起来， 组成80KV的高压直流电源。 (1)高压直流电源输出波形为12相，波形系数好，比较平滑，适合于用作电子枪高 压电源。 (2)高压变压器的原、副边绕组之间加屏蔽层 高压变压器原边和副边绕组用铜皮包在两绕组之间，铜皮连接在铁芯上，铁芯接 地。这样可减少感应电动势和增加变压器的内阻，这就能减少线路『白】的干扰。 (3)变压器设置阻容吸收和限流装置 变压器副边绕阻连接硅藏流桥，电路在运行和操作时，会经常引起过流、过压现 象。为抑制过压，限制过漉，在变压器副边绕阻并接阻容保护。每组整流桥的支流铡并 192 联滤波电容器。变压器原边三相绕阻尾部接三相接流桥和电容器，整流输出连接两j{电 感器，见图一所示。 (4)高压变压器及其整流器、线路板等装于油箱中 油箱中注满绝缘油，上面盖板加胶垫螺丝固定．元器件在油箱中1i过热，绝缘性 好． (5)高压变压器绝缘强度高 巴顿所真空电子束的电子枪供电系统中用的变压器绝缘强度都很高，一般达 150KV以上． 2、高压调节器 高压调节器亦称高压电源调整电子管．这是高压电源中最关键的元件，管子不但 耐压很高，而且管子在结构上有一个抽气的泵，当电子管工作时溢出来的气体．被泵抽 走．保证电子管的高真空度。高压调节器起稳定加速电压的作用，保证焊接质量；同时 在调整电子管回路中取出电压反馈信号送到栅极控制放大器中，调节控制柬流的稳定。 (1)高压调节器电路 图2示出高压电源、高压调节器和栅偏压回路的电路圈。高压电源负极通过电感L 连接到电子枪的控制极上，高压电源的正极接调压管v．。的阳极，v。。的阴极串联电阻Rl。 后接地．Vts的控制极由电子管v．，控制。v，e的屏极、v．，的板极由专设的三相整流器供电 (电路图咯’。 (2)高压电源的控制 60KW、60KV电子束焊高压电源的控制。是采用从高压侧取反馈信号，经运算放 大器直接控制高压侧参量变化的方法，比较简洁明了，惯性小，反映快，保护动作快 速。控制电路是通用的集成运算放大器和晶体三极管。还用一种特殊的集成电路KP 140Y丑708，用于改善输入的脉冲列波形和整形。下面介绍几种稳定线路： 丸焊接电流稳定器’ 由图2可见A5的同相端输入焊接电流的设定值，A，的反相端取自V一。串联电阻R，止 的电压信号(束流流经R．。)．A5的输入通过光纤耦合至栅压调节放大器A．的输入．A。的 输出直接控制栅压调整电子管vmv。。的控制极(V。V．9在图2上部)，v佶、V，。的管压 降的变化．使束流保持稳定值。当柬流偏大时，Rl。上的压阵增大，A。输出正向变化大， 三极管V2，的基射电流增大，则R上的电压增大，电予管V|8、V19的栅压增大，V18、 V1