一種120kV電子束焊機用的高壓直流電源裝置

4電源的控制電路

電源的控制電路如圖3所示，由圖3知，控制電路由反饋信號隔離電路、PI給定調節電路、自動(dòng)重加高壓電路、功率放大電路及其附屬電路等組成，各電路的組成及工作原理如下：

4.1反饋電路

反饋電路由高壓電阻分壓器、信號隔離電路、過(guò)壓過(guò)流抑制元件等組成。高壓電阻分壓器由2路相互獨立的精密金屬膜電阻制成，1路用來(lái)測量高壓，1路提供反饋信號給控制電路用以控制和調節高壓。高壓電阻分壓器放置在由有機玻璃制成的支架上，考慮到絕緣和散熱的需要將其放在高壓油箱里，以保證電源工作時(shí)電阻值的穩定，最終保證取樣信號的穩定。高壓電源在工作時(shí)，由于電子槍放電或外部其它原因，電源內部會(huì )產(chǎn)生過(guò)電壓，為防止過(guò)電壓竄入控制電路損壞低壓電子元器件，在取樣電阻兩端并聯(lián)高壓放電管、壓敏電阻及電容吸收電路，同時(shí)取樣電阻都放在電磁屏蔽盒里，能有效地防止各種電磁干擾信號進(jìn)入控制電路。高壓分壓器的取樣信號在進(jìn)入控制電路以前還設置了信號隔離電路使得反饋信號與控制電路相互隔離，并同時(shí)轉化為標準電平信號給控制電路，以上措施確保了控制電路中的反饋信號的準確性。

圖3高壓電源控制電路電原理圖

4.2PI調節電路

PI調節電路[4]由運算放大器及外接電阻、電容元件組成，它把給定信號與反饋信號進(jìn)行比較，其差值經(jīng)放大后給預放大管，以控制放大管的輸出。在PI調節電路中還設置了調試給定電路，其目的是為了高壓電源調試用。在試驗時(shí)，給定信號由Rtest供給，調節Rp的值，高壓輸出即可由零到額定值調節，有利于焊接工藝試驗和高壓電源的參數調整。

4.3自動(dòng)重加高壓電路

自動(dòng)重加高壓電路的原理是利用三極管的控制原理來(lái)實(shí)現對高壓的快速截止和導通。它由運算放大器和三極管等電路組成。它的工作原理是當反饋信號超過(guò)給定信號時(shí)，比例放大器IC2的輸出為高電平，V4導通，IC3輸出低電平，V3導通，V2截止，封鎖PI調節器的輸出，從而關(guān)斷高壓調整管以切斷高壓。反之，當反饋信號小于給定時(shí)IC2輸出低電平，V4截止，IC3輸出高電平，V3截止，PI調節器正常工作，由于三極管從導通到截止，恢復時(shí)間很快，因此加在電子槍上高壓在控制電路的作用下很快恢復正常工作狀態(tài)而不停機，確保電子束焊機能夠正常生產(chǎn)。

4.4功率放大電路

功率放大電路由前級預放管VL33和功率放大管VL32組成，工作過(guò)程是V2在負電源的作用下，由PI調節器輸入的調節量經(jīng)V2放大后送到真空管VL33的控制極，陽(yáng)極接到輔助電源的正極，陰極接地，控制極電壓越高（負），VL33的陽(yáng)極對地電壓越高，高壓調整管VL32的陽(yáng)極電壓越高，電子槍上的電壓越低，相反時(shí)控制電路按以上相反的過(guò)程調節電子槍上的高壓，最終實(shí)現電子槍上高壓的穩定。

5高壓電源的技術(shù)指標

高壓電源應用到雙金屬鋸帶焊接生產(chǎn)線(xiàn)時(shí)，工作穩定，通過(guò)對電源技術(shù)指標的測量，具體參數如下：

額定加速電壓：120kV，紋波系數1％，穩定度1％；

額定電子束流：50mA，紋波系數1％，穩定度1％。

電源在電子槍內打火時(shí)，高壓電源能快速恢復而不停機。

6結語(yǔ)

在高壓側由高壓真空管調節高壓直流電源的輸出，其輸出特性好，紋波系數小，穩定度高。由于調整管隔離濾波電容器，電源在過(guò)壓保護停機時(shí)，電容器上的能量不會(huì )泄放到工件上而導致工件的損壞。經(jīng)在雙金屬鋸帶生產(chǎn)線(xiàn)上的實(shí)際運行，電源的各項技術(shù)指標均滿(mǎn)足生產(chǎn)線(xiàn)的工藝要求。