Способ развертки электронного пучка

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских(61) Дополнительное к авт, саид-ву(22) Заявлено 05.01,79 (21) 2712940/18-25 (5 т)М. Кл. с присоединением заявки М -Н 01 Э 37/30 . Государствеииый комитет СССР ио делам иэобретеиий и. открытийДата опубликования описания 150281(71) Заявитель 54) СПОСОБ РАЗВЕРТКИ ЭЛЕКТРОННОГО ПУЧКА Изобретение относится к электротехнике, а точнее к области управле:ния электротермическими установкамиС электронными пучками, и может бытьиспользовано для управления электронным нагревом в агрегатах. вакуумноЭ металлизации, термообработки полосового проката, в которых используются электронные пушки, питающиесяот мощных высоковольтных выпрямителеэ, и применяется развертка электронных пучков по нагреваемоэ поверхности,Выходное напряжение выпрямителей,кроме постоянной составляющеэ, содержит переменную составляющую - пульсации,В:применяемых обычно для питаниямощных электронных пушек высоковольтных выпрямителях, выполненных по трех фазноЭ мостовоэ схеме, амплитудапульсаций составляет порядка 10 отпостоянной составляющей (для регулируемоЭ схемЫ). При фазовом регулировании напряжения,.например с цельюего стабилизации амплитуда пульсацийувеличивается до 50 и более. Частота пульсаций определяется схемой выпрямителя. Так, для симметричной трехфаэноЭ мостороЭ схемы она равна 300 Гц,для несимметричной регулируемой схемы(регулируется одно плечо) - 150 Гц.Кривая пульсаций, особенно регулируемого выпрямителя,.содержит сложныйспектр гармоник. Так как от величиныускоряющего напряжения зависит мощность электронного пучка и угол егоповорота электромагнитным или электростатическим отклоняющим полем, топульсации этого напряжения могут оказывать существенное влияние на распределение плотности мощности электроного пучка при его развертке понагреваемоЭ поверхности, вызыватьискажения задаваемого законом развертки распределения энергии пучка,причем основное влияние оказываютпульсации мощности пучка. Известен способ и устройство для управления интенсивностью и структуроэ пучка заряженных частиц, в соответствии с которым осуществляется слежение за параметрами пучка и их коррекция с помощью ЭВМ 1 .Известна также сканирующая система микроскопа в которой с целью коррекции искажений растра используются генераторы сигналов коррекции, соединенные с отклоняющими системами и включающие в се я сбя следя - жения пучка по оси сканирования наГ 2 обратное.щую системуи льса ий к атнойНаиболее близким к предлагаемому При частоте пуль ц ", рпо технической сущности яввляется из- частоте развертки, когда в полупериодвестный способ и схема ста ибилизации развертки укладывается целое числонагрева материала в электр оннолуче полунериодов пульсаций, кривая пульсавой термическо установкй е предусмат- ций также жестко связана с осью скаривающей развертку элек тронного пуч- нирования. При этом изменения направка по заданному зак ону и коррекцию ления движения пучка эквиваленты пеэтой развертки с обратной связью по риодическим изменениям направлениявеличине ускоряющеющего напряжения Г 31,10 оси Ы.1 на обратные,а кривые пульсаНедостаток известных способов и ций при прямом .2 и обратном 3 ходеустройств эакл ючается в их сложнос- пучка оказываются в общем случаети.и громоздкости. сдвинуты по фазе и имеют общие точЦель изобретения - уменьшение ки при амплитудных значениях развлияния пульсаций УСкоряющего напря- вертки.жения на распределениение плотности мощ суммарная за период развертки криности электронного пучка при его раз- вая 4 пульсаций, равная сумме кривыхвертке по поверхности ннагрева за счет 2 и 3 определяется для разных соотРкомпенсации влияния пульсаций при ношений частот следующими выраженияпрямом ходе пучка влиянием пульсаций миспри обратном его ходе. а п и четныхп=2,4,6,Поставленная цель достигается тем, япс) =2 РпопЦпр соя ьдп с, 1что в сгособе развертки э лектронного т.е. является косинусоидои с нулевойммет ичным относительно начальной фазой, независимо от напучка с симметричнымк вой пульсаций прянулево точкий точки распределением его ско- чальной фазы српР кривойвой точрости вдоль лини раи зверки и часто мого хода относительно нулетой, кратной частоте пульсаций уско- ки кривой развертки;ряющего напряжения, устанавливают б) при нечетных п=1,3,5фазу развертки, при которой амплитудР (сп с)=2 Р соусу ь 1 псд с (2)и и по, пр иному значению развертки соответствует по .времени нулево значение ос 1)т.е. - синусоида с нулевой начальнойновной гармоники пульсаций ускоряю- фазой (см.фиг.1).Как видно из (1) и (2), амплитудащего напряженият ото . П иНа фиг, 1 изображен график кривыхсредней кривой зависит от Цп . риполЯ РазвеРтки и пеРеменной состав- СРпр в -О длЯ четных и и(опР: в- длЯ неляющей (пульсации мой мощности элект- четных,эта амплитуда равна нулю в ре 35ии и обронного пучка при с оотношении частот зультате того, что пульсации при о -пульсаций и развертки Я, . -Од -ЗЬЗ и неко- ратном ходе пучка оказываются в проторой случайной величине н ачальной тивофазе пульсациям при прямом ходе.Фазы ф перво гарй моники пульсаций В обоих случаях такая компенсация(как это бывает при извест.11 Р.ных спосо- действия пульсаций мощности электрон 2 - анало ного пучка достигается путем установбах развертки); на Фиг,гичный график при фазе разв ертки ус- ки фазы развертки, при которои ампли 1тановленной в соответ тв ии с предла- тудному значению развертки соответствует по времени прохождение основгаемым способом Цп = - ).На Фигурах показан синусоР 2идальный ной гармоникой пульсаций 5 ускоряюзакон изменения во времени поля раз щего напряжения нулевого значениявертки 1, симметричнойотносительно (фиг.2).ФазаСР определяется соотношениемнулевой точки, при котором распредеепей тока эмиссйи пушкивеличины скорости электронного реактансов цепей токаление величиа азве тки в ее отклоняющейпучка по оси развертки одинаково при и тока ра веркатушке и может принимать любые .прямом и обратном его ходе.случайные значения.я Реактанс цепи тоДругим широк пр"тике законом развертки, обладающим ка питания пуштся "т е- соковольтного источни ааналогичным свойством, является треки и фильтра на его вго выходе и являетугольный" закон изменения поля, даюся .практически нерегегулируемым. Реакщий линейное распределение мощно титанс цепи тока ра взвертки определяетсяпучка, Электронный пучок сканирует висточника питания откломплит ных значений раз- параметрами источникапределах, амплитудныняющей катушки, а также самой катушвертки -- А + А которым соответстки. Фаза тока развертки может легковуют амплигудные значения поля разег лироваться в любых пределах.вертки, Среднняя точка эоны сканиро- регулира В качестве устройства, обеспечивания - ОО соответствует нулевому зна кавающего реализацию предлагаемого спооб разве тк , эле тро ного. пучя азве тки. Каждой промежуточной точке зоны развертки соответможет ыть исб пользован любой извест. ствует определенное проме уный регулятор фазы тф ока развертки взначение поля. В точках - Ар,+Арнап име ВСпроисходит изменение нанаправления дви отклоняющей катушке, например.или 0-Фазорегулирующие цепочки,вращающийся трансформатор и т.д,Предлагаемый способ развертки электронного пучка очень простыми средствами, практически без увеличения сложности, размеров и стоимости систем управления электронных катушек, при использовании простейших схем источников ускоряющего напряжения без Фильтров на выходе, сводит к минимуму влияние пульсаций этого напряжения на распределение плотности мощности пучка по нагреваемой поверхности. Формула изобретения Способ развертки электронного пучка с симметричным относительно нулевой точки распределением его скорости вдоль линии развертки и частотой,кратнойчастоте пульсаций ускоряющего напряжения, о т л и ч а ю щ.и й.с я тем, что, с целью уменьшениявлияния этих пульсаций на распределение плотности мощности пучка, устанавливают фазу развертки, при которой амплитудному значению разверткисоответствует по времени нулевое значение основной гармоники пульсацийускоряющего напряжения. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США В 4000440,кл.315-383. 15 2. Авторское свидетелвство СССР М 572230, кл. Н 01 Э 31/26. 3. Патеит ГДР Р 103157,кл. Н 01 Э 37/30ВНИИПИ Заказ 10925/7Тираж 795. Подписное филиал ППП "Патент",