Устройство для автоматического регулирования

Авторы патента:

H05B7 - Нагрев электрическими разрядами (электронно-лучевые или ионно-лучевые приборы для местной обработки объектов H01J 37/30; плазменные горелки H05H 1/26)

H01J37 - Разрядные приборы с устройствами для ввода объектов или материалов, подлежащих воздействию разряда, например с целью их исследования или обработки (H01J 33/00,H01J 40/00,H01J 41/00,H01J 47/00,H01J 49/00 имеют преимущество; исследование или анализ поверхностных структур на атомном уровне с использованием техники сканирующего зонда G01N 13/10, например растровая туннельная микроскопия G01N 13/12; бесконтактные испытания электронных схем с использованием электронных пучков G01R 31/305; детали устройств, использующих метод сканирующего зонда вообще G12B 21/00)

F27D19 - Устройства для управления

F27B14/06 - с электронагревом, например индукционные, в том числе тигельные печи, в которых кроме электронагрева используется какой-нибудь другой вид нагрева ( F27B 14/04 имеет преимущество)

30I877

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 оеа Ссветскйа

Социалистическил

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

МПК Н 05Ь 7/00

Н Olj 37/00

F 27b 14/06

F 27d 19/00

Заявлено 24.VI.1968 (№ 1250557/24-7) с присоединением заявки № 1373018/24-7

Приоритет

Опубликовано 21,1V.1971. Б оллетень № 14

Дата опубликования описания 30.VII.1971

Комитет по делам иэобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.365.91:537.583. .92 (088.8), -, г1 д г Ю ВЮ1".::,, -"

БИЫЫ< " Ю. Н. Ланкин, В. П. Мищенко и А. Л. Тихоновский

Авторы изобретения

Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени Институт электросварки им. Е. О. Патона

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

РЕЖИМА ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ

С ЭЛЕКТРОННОЙ ПУШКОЙ

Известны устройства для автоматического регулирования режима электротермической установки с электронной пушкой, содержащие блок защиты силового источника питания постоянного тока от коротких замыканий при пробоях в электронной пушке, цепь управления которого подсоединена к датчику тока луча, блок управления источником питания накала, блок измерения мощности луча, блок задания и блок сравнения. Недостатком таких устройств является то, что в процессе вследствие газовыделения из переплавляемого металла периодически происходят пробои в электронной пушке. При этом максимальная токовая защита отключает высоковольтный (в. в.) источник ускоряющего напряжения на время, достаточное для восстановления электрической прочности промежутка анод вЂ” катод электронной пушки. Так как при отключениях в. в. источника мощность электронного луча равна нулю, то в случае автоматического регулирования мощности (тока) электронного луча это эквивалентно обрыву цепи обратной связи, что вызывает увеличение регулятором управляющего воздействия до максимально возможной величины. Управляющим воздействием при регулировании мощности (тока) пучка является ток накала, и черезмерное увеличение его во время пробоев приводит к резкому снижению долговечности катода, а в отдельных случаях вЂ” к перегоранию катодной нити. Кроме того, при повторном включении в.в. источника защитой после пробоя наблюдается значительный заброс мощности

& (тока), определяемый максимальной величиной тока накала катода.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что оно снабжено минимальным токовым реле, цепь управления которого под10 ключена к датчику тока луча, а коммутирующий элемент включен последовательно во входную цепь блока управления источником питания накала.

Нормально открытый контакт коммутирую15 щего элемента включен между блоками управления и сравнения, а второй вход блока управления подсоединен непосредственно ко второму выходу блока задания.

Нормально закрытый контакт коммутирую20 щего элемента включен непосредственно между блоками управления и задания.

Нормально открытый контакт коммутирующего элемента может быть включен между блоками управления и сравнения.

Такое выполнение устройства позволяет повысить надежность работы установки.

На фиг. 1 показана блок-схема системы автоматического регулирования описываемого ч0 устройства; на фиг. 2 и 3 вЂ” варианты схем

301877 подключения коммутирующего элемента ми. нимального токового реле.

Система автоматического регулирования устройства состоит из электроннолучевой пушки 1 (см. фиг. 1), в.в. источника 2 ускоряющего напряжения, снабженного максимальным токовым реле 8, датчика 4 напряжения для измерения ускоряющего напряжения и датчика 5 тока для измерения тока луча, включенных в выходные цепи источника 2.

Выходы датчиков 4 и 5 подключены к соответствующим входам блока б перемножения, выход которого подсоединен к одному из входов блока 7 сравнения. На второй вход блока

7 подается сигнал с первого выхода блока 8 задания. Второй выход блока задания подключен ко входу блока 9 управления источником!О накала катода электроннолучевой пушки 1. С выхода блока 7 сигнал подается на автоматический регулятор 11, а с его выхода вЂ” на вход блока 9. Цепь 12 управления минимального токового реле подключена к датчику 5, а н.з. контакт коммутирующего элемента 18 реле включен в цепь между вторым выходом блока задания и блоком управления.

В устройстве (см. фиг. 2) н. о. контакт коммутирующего элемента 18 включен между блоками 9 и 7, а второй вход блока 9 подсоединен непосредственно ко второму выходу блока 8, В устройстве (см. фиг. 3) н.о. контакт коммутирующего элемента 18 включен между блоками 9 и 7, а н. з. контакт вЂ” между блоками 9 и 8.

Устройство работает следующим образом.

Множительное устройство преобразует входные сигналы, пропорциональные току луча и ускоряющему напряжению, в напряжение, пропорциональное мощности луча. Это напряжение сравнивается в блоке 7 с сигналом задания от блока 8 и их разность подается на регулятор 11. Выходной сигнал регулятора после усиления блоком 9 управляет работой источника 10, изменяя ток накала электронной пушки 1 так, чтобы мощность луча была равна заданной. Таким образом, блоки 1, 4, д, б, 7, 11, 9 и 10 образуют замкнутый контур автоматического регулирования.

Ток срабатывания минимального токового реле значительно меньше рабочего тока луча, поэтому при появлении тока луча реле срабатывает и в процессе плавки н. з. контакт коммутирующего элемента 18 открыт.

В момент пробоя в электронной пушке защита реле 3 отключает в.в. источник 2, ток луча падает до нуля, минимальное токовое реле отпускает и его н.з. контакт замыкает цепь между вторым выходом блока 8 и входом блока 9. Эта цепь шунтирует регулятор

11, отключая замкнутый контур автоматического регулирования и переводя устройство на работу по разомкнутому циклу. При этом ток накала катода определяется величиной сигнала со второго выхода блока 8, В устройстве (см. фиг. 2) минимальное токовое реле, срабатывающее при появлении тока луча, замыкает н. о. контакт, включенный в цепь между блоками 9 и 7, образуя з амкнутый контур автом атического регулирования во время плавки. Цепь непосредственной связи второго выхода блока 8 со вторым входом блока 9 образует разомкнутый контур регулирования. При отключении защитой в. в. источника в момент пробоя ток луча исчезает, минимальное токовое реле отпускает, его н. о. контакт разрывает цепь замкнутого контура автоматически и переводит устройство на работу по разомкнутому циклу.

В устройстве (см. фиг. 3) при наличии тока луча минимальное токовое реле н. о. контактом замыкает контур автоматического регулирования, а н. з. контактом отключает второй выход блока 8 от входа блока 9. B момент пробоя коммутирующий элемент минимального токового реле переводит регулятор на работу по разомкнутому циклу.

Величина сигнала со второго выхода блока

8 подбирается такой, чтобы при работе регулятора по разомкнутому циклу ток накала катода соответствовал заданному значению мощности электронного луча. Благодаря этому долговечность катодных нитей резко увеличивается и опасность их перегорания во время пробоев полностью исключается.

Предмет изобретения

1. Устройство для автоматического регулирования режима электротермической установки с электронной пушкой, содержащее блок защиты силового источника питания постоянного тока от коротких замыканий при пробоях в электронной пушке, цепь управления которого подсоединена к датчику тока луча, блок управления источником питания накала, блок измерения мощности луча, блок задания и блок сравнения, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы установки, оно снабжено минимальным токовым реле, цепь управления которого подключена к датчику тока луча, а коммутирующий элемент включен последовательно во входную цепь блока управления источником питания накала.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что нормально открытый контакт коммутирующего элемента включен между блоками управления и сравнения, а второй вход блока управления подсоединен непосредственно ко второму выходу блока задания.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что нормально закрытый контакт коммутирующего элемента включен непосредственно между блоками управления и задания.

4. Устройство по пп. 1 и 3, отличающееся тем, что нормально открытый контакт коммутирующего элемента включен между блоками управления и сравнения.

Приоритет пп. 3 и 4 установить от 29.Х.1969

65 по заявке М 1373018/24-7.