Способ дискретно-интегрального регулирования тока источника питания газоразрядной технологической установки
Использование: для управления источниками питания широкого класса газоразрядных технологических установок. Сущность изобретения: при регулировании тока источника питания газоразрядной технологической установки определяют величину и знак дифференциального сопротивления нагрузки, сравнивают его с граничным значением, которое задают на .отрицательном участке вольт-амперной характеристики . В зависимости от результата сравнения уменьшают или увеличивают ток уставки. Способ позволяет корректировать и задавать такое текущее значение тока уставки , которое учитывает состояние вольтамперной характеристики нагрузки, ее динамику и положение на ней рабочей точки . Использование способа дает возможность увеличить выходную мощность и расширить диапазон рабочих токов установки . 3 ил. ел С
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)з 6 05 F 1/56, Н 02 M 7/48
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ,ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)
k;;,-,-,ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ (21) 4932229/07 . (22) 03,04,91 (46) 15,03.93. Бюл. ¹ 10 (71) Московский энергетический институт (72) С.Г.Обухов, О.Г,Булатов, Т,В.Ремизевич, В.Д.Поляков (SU) и M.B.Ìèøåâà (BG) (73) С.Г,Обухов, О.Г,Булатов, T.В.Ремиэевич и В.Д.Поляков (56) Кунцевич B,M„×exîâoë l0.Н. Нелинейные системы с частотно- и широтно-импульсной модуляцией. Киев: Техника, 1970.
Цып .ин Я.З., Попков Ю,С. Теория нелинейных импульсных систем, M.: Наука, 1973.
Булатов О.Г. и др. Тиристорно-конденсаторные источники питания для электротехнологии M.: Энергоатомиздат, 1989, с.114, рис.5.1а, Заявка ФРГ № 1950943, кл. Н 01 S 3/13, 1975, (54) СПОСОБ ДИСКРЕТНО-ИНТЕГРАЛЬНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОКА ИСТОЧНИИзобретение относится к области электротехники и предназначено для управления источником питания газоразрядной технологической установки, например в установках ионно-плазменного азотирования.
Целью изобретения является повышение максимальной мощности технологического процессэ и расширение диапазона рабочих токов в условиях изменения вольтамперной характеристики газового разряда
На фиг.1 показана вольт-амперная характеристика газоразрядной установки и
„, Ы„„18О2876 А3
t(A ПИТАНИЯ ГАЗОРАЗРЯДНОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ УСТАН О В КИ (57) Использование: для управления источниками питания широкого класса гаэоразрядных технологических установок.
Сущность изобретения; при регулировании .тока источника питания газоразрядной технологической установки определяют величину и знак дифференциального сопротивления нагрузки, сравнивают его с граничным значением, которое задают на . отрицательном участке вольт-амперной характеристики. В зависимости от результата сравнения уменьшают или увеличивают ток уставки, Способ позволяет корректировать и задавать такое текущее значение тока уставки, которое учитывает состояние вольтамперной характеристики нагрузки, ее динамику и положение на ней рабочей точки. Использование способа дает возможность увеличить выходную мощность и расширить диапазон рабочих токов установки. 3 ил. естественная внешняя характеристика ис- ОО точника питания; на фиг.2 — функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг.3 — функциональная схема блока задания и регулировки текущего тока уставки.
Газоразрядная установка, которая явля- () ется нагрузкой источника питания, обладает высокой динамикой, Ее вольт-амперная характеристика (фиг.1) может изменяться в зависимости от давления, состава и скорости газовых смесей, температуры окружающей среды. Рабочая точка системы в ходе работы может попадать на различные участ1802876 ки характеристики, в том числе и на участки с отрицательным дифференциальным сопротивлением, В таком случае работа установки становится неустойчивой, технологический процесс приходится прерывать путем отключения источника питания, поскольку работа на участке с отрицательным дифференциальным сопротивлением может привести к переходу газового разряда в дуговой, Сущность предлагаемого способа состоит в коррекции и задании такого текущего тока уставки, которое учитывает состояние вольт-амперной характеристики газового разряда, ее динамику и положение на ней рабочей точки. ! ехнологами заданы граничные значения тока на вольт-амперной характеристике
Imin u Imax (фиг.1), задан требуемый ток по условию мощности излучения !Уо и зафиксирована его допустимое приращение Л I. Ha участке BAX газового разряда с отрицательным дифференциальным сопротивлением задано граничное значение дифференциального сопротивления Раиф = (-Rrp), до которого возможно регулирование в области рабочих токов разряда.
Первоначально текущее значение тока уставки (у задается равным !уо. Измеряется напряжение на нагрузке UH при токе ly.
Далее задается ток уставки, равный
ly = ly — Л и измеряется напряжение на нагрузке 0 а.
Приведен один возможный способ вычисления приращения тока уставки, который состоит в следующем; вычисляют дополнительно величину дифференциального сопротивления по формуле Кдиф = О/!, гдеЛ U =- Он1 — UH2. Если в результате сравнения окажется, что Вд ф < (— Rpp), To ток уставки необходимо уменьшить скачком на величину, равную Л| = К*!уст. Коэффициент пропорциональности К вычисляется по формуле К = (Rrp — Вд,ф)/Reel где R
Рассмотрим конкретный пример регулирования тока источника питания лазерной газоразрядной технологической установки по предложенному способу на примере устройства, представленного на фиг.2, 3. Устройство выполнено на базе источника питания с дозированной передачей энергии в цепь газового разряда. Тиристоры 1, 3 и 2, 4 соединены по мостовой схеме.
В диагонали моста включены дозирующий конденсатор 5 и датчик тока дозирующего
Формула изобретения
Способ дискретно-интегрального pery45 лирования тока источника питания газоразрядной технологической установки, заключающийся в том, что в каждом цикле регулирования задаюттокуставки lyo, измеряют текущее значение тока нагрузки, выде50 ляют сигнал токового рассогласования и компенсационно воздействуют им на источник питания, отл ича ю щи и с я тем, что, с целью повышения максимальной мощности технологического процесса и расширения области рабочих токов, в каждом цикле регулирования определяют величину и знак дифференциального сопротивления нагрузки Вдф, сравнивают его с граничным значением Rip, и при выполнении неравенства
Рд ф < — игр уменьшают ток уставки до зна5
40 конденсатора 6. Индуктивность 7, обратный диод 8 и нагрузка 9 подключаются последовател ь но с конденсатором 5. Система управления источником питания состоит из схемы сравнения 10, интегратора 11, порогового устройства 12, схемы И 13, формирователя импульсов 14, распределителя импульсов 15, усилителей импульсов 16 и
17, датчика тока газового разряда 18, датчика напряжения газового разряда 19, блока задания и регулировки тока установки 20, Блок 20 состоит из блока определения дифференциал ьного соп ротивления Ядиф
21, схемы сравнения Яд ф и Вгр 22, формирователя приращения тока установки 23 и сумматора токов 24.
Новое полученное значение тока уставки с выхода блока 20 поступает на вход схемы сравнения 10, разность текущего тока уставки и мгновенного значения тока газового разряда с выхода 10 подается на вход интегратора 11. После интегрирования сигнал поступает на вход порогового устройства 12. момент сравнения сигнала интегратора с порогом Опор фиксируется в схеме "И" 13 и вместе с сигналом датчика тока дозирующего конденсатора 6 и рименяется для формирования управляющих импульсов на тиристоры. Формирователь импульсов 14 подает сигнал на вход распределителя импульсов 15, дальше сигнал поступает на входы усилителей импульсов 16, 17 для последующего отпирания соответствующей пары тиристоров, Таким образом, предлагаемый способ задания и регулирования тока уставки источника питания газоразрядной технологической установки расширяет энергетические возможности установки, и диапазон рабочих токов, позволяет получить максимально возможную мощность установки.
1802876 чения, при котором выполнено неравенство
Вдиф > Йгр за время, не превышающее времени перехода тлеющего разряда в дуговой, а при выполнении неравенства
Йдиф > — Кр увеличивают ток уставки до величины !уа, 1802876
Составитель Т, Ремизевич
Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор М. Максимишинец
Редактор С. Кулакова
Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул.Гагарина, 101
Заказ 862 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
