Способ дискретно-интегрального регулирования тока источника питания газоразрядной технологической установки

союз советских СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ СПУБЛИ НТНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ П АВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) РЕТЕНИ ПИСАН ЕН К ХНОетение относит ники и преднаэ сточником питан огической устано ах ионно-плазме я к области ачено для уп я гаэоразряд ки, например ного азотиро лектротеавленияой техноустанования. Целью ние устойч са в услов характери уменьшен установки никновени(71) Московский энергетический институт (72) С.Г,Обухов, О.Г,Булатов, Т.В.Ремизевич, В,Д,Поляков и М.В.Мишева (73) С.Г.Обухов, О,Г,Булатов, Т.В.Ремизевич и В.Д,Поляков(56) Кунцевич В,М., Чеховой Ю.Н, Нелинейные системы с частотно и широтно-импульсной модуляцией, Киев; Техника, 1970.Цыпкин Я.З., Попков Ю.С. Теория нелинейных импульсных систем, М.: Наука, 1973.Булатов О,Г, и др. Тиристорно-конденсаторные источники питания для электро- технологии, М,: Энергоатомиздат, 1989, с.114, рис,5,1 а.Заявка Ф РГ М 1950943, кл. Н 01 8 3/13,1975.(54) СПОСОБ ДИСКРЕТНО-ИНТЕГРАЛЬНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОКА ИСТОЧНИизобретения является повышеивости технологического процесиях изменения вольт-амперной стики газового разряда путем ия чистка защитны отключений и уменьшения вероятности возя дугового разряда. 51)5 0 05 Г 1/56, Н 02 М 7/48 КА ПИТАНИЯ ГАЗОРАЗРЯДНОЙ ТЕ ЛОГИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ(57) Использование; для управления источниками питания широкого класса газоразрядных технологических установок.Сущность изобретения: при регулировании тока источника питания газораэрядной технологической установки определяют скорость изменения напряжения на нагрузке и сравнивают ее с граничным значением, которое имеет отрицательную величину, В зависимости от результата сравнения уменьшают. или увеличивают ток уставки, Способ позволяет корректировать и задавать такое текущее значение тока уставки, которое учитывает состояние вольт-амперной характеристики нагрузки., ее динамику и положение на ней рабочей точки, Использование способа дает возможность уменьшить вероятность возникновения дугового.разряда нагрузки и таким образом позволяет повысить устойчивость технологического процесса 4 ил На фиг,1 показана вольт-амперная характеристика газоразрядной установки; на фиг,2 - зависимость компенсационного воздействия Ь 1 от рассогласования ООн/б 1; на фиг.3 - функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг.4 - функциональная схема блока задания и регулировки текущего значения тока уставки у.Газоразрядная установка, которая является нагрузкой источника питания, обладает высокой динамикой. Ее вольт-амперная характеристика (фиг,1) может изменяться в зависимости от давления, состава и скорости газовых смесей; температуры окружаю. щей среды, Рабочая точка системы в ходе работы может попадать на различные участки характеристики, Поэтому целесообразно задать граничное значение скорости уменьшения напряжения на нагрузке ( - сОн/стгр), обусловленное процессами в управляемом тлеющем разряде (отсутствие тенденции к контракции). 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.Задано минимально возможное значе-, ние напряжение нагазовом разряде Онпор, при котором отключают установку во избежание перехода газового разряда к режиму контракции, задан требуемый технологический ток уО, задана наибольшая допустимая скорость уменьшения напряжения на нагрузке Оигр = (-МОИ/Фгр) и допустимый шаг нарастания тока уставки Л 1.Приведен один возможный способ вычисления приращения тока уставки, который состоит в следующем: сначала текущее значение тока уставки задают равным 1 уо, измеряют напряжение на нагрузке Он в момент времени т, по истечении времени (т 2 - 1), т.е, в момент т 2 измеряют значение напряжения на нагрузке ОН 2, вычисляют скорость, изменения напряжения на нагрузке как отношение (Он 1 - Он 2)/(с 2 - 11) = Он и сравнивают Он и Оннгр. Если ОнОнгр, ток уставки уменьшают скачком на величину, равную Л 11 = Куст. Коэффициент пропорциональности К вычисляют по формуле К = (Он - Онгр)/(Он Онгр) пчах, где(Он Онгр) вах - максимальная разность скорости изменения напряжения на нагрузке, при которой процесс имеет обратимый характер в целях избежания отключения установки при возможном переходе газового разряда в дуговой.Если ОнОигр, и текущий ток уставкименьше заданного тока уставки 1 уо, то текущий ток уставки увеличивают до достижения тока 1 уО с шагом Л 1.Рассмотрим конкретный пример регулирования тока источника питания лазерной технологической установки по предложенному способу на примере устройства, представленного на фиг.З, 4, Устройство выполнено на базе источника питания с дозированной передачей энергии в цепь газового разряда, Тиристоры 1, 3 и 2, 4 соединенц по мостовой схеме. В диагональ моста включены дозирующий конденсатор 5 и датчик тока дозирующего конденсатора 6, Индуктивность 7, обратный диод 8 и нагрузка 9 подключаются последовательно с конденсатором 5. Система управления источником питания состоит из 5 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, датчи ка напряжения газового разряда 19, блоказадания и регулировки тока уставки 20. Блок 20 состоит из схемы сравнения 21, блока выключения 22, дифференцирующего блока 23, схемы сравнения 24, формиро вателя приращения тока уставки 25, сумматора 26.На соответствующие пары тиристоров1, 3 и 2, 4 (фиг,З) подаются сигналы от системы управления. Каждый раэ в диагонали 20 моста оказывается включен дозирующийконденсатор 5 и датчик тока дозирующего конденсатора 6. Слежение за тбком дозирующего конденсатора необходимо с целью .повышения коммутационной устойчивости 25 источника питания, Управляющие сигналына соответствующие пары тиристоров получаются следующим образом; сигнал с датчика тока газового разряда 18 одновременно подается на вход схемы 30 сравнения 10 в качестве обратной связи потоку системы управления и поступает на один из входов блока задания и регулировки тока уставки 20(фиг.З), на второй вход которого подается сигнал с датчика напряжения 35 на газовом разряде 19. В 21 происходитсравнение напряжения на газовом разряде с заданным порогом Онпор и при ОнОнпор блок 22 выключает источник питания путем задания текущего тока уставки 1 у - О, а при 40 ОнОнпор в 23 вычисляется производнаябОн/с 1, В схеме сравнения 24 происходит.сравнение Он и Онгр и при ОнОнгр в 25 формируется сигнал приращения текущего тока уставки Л 1 = Ку, который поступает 45 на вход сумматора 26. При ОнОнгр ток.уставки увеличивают до величины 1 у 0 с шагом Ь 1, Новое полученное значение тока уставки подается на второй вход схемысравнения 10, разность текущего тока устав-;50 ки и мгновенного значения тока газовогоразряда с выхода схемы сравнения поступает на вход интегратора 11. После интегрирования сигнал поступает на вход порогового устройства 12, Момент сравнения сигнала 55 интегратора с порогом фиксируется в схеме"И" 13 и вместе с сигналом датчика тока дозирующего конденсатора 6 применяется для формирования управляющих импульсов на тиристоры. Формирователь импульсов14 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. позволяет улучшить качества технологического процесса за счет уменьшения числа защитных отключений вызванных переходом газового разряда в дуговой.Формула изобретения Способ дискретно-интегрального регулирования тока источника йитания газоразрядной технологической установки, заключающийся в том, что в каждом цикле регулирования задают ток уставкиуо, изме ряют текущее значение тока нагрузки, выделяют. сигнал токового рассогласования и компенсационно воздействуют им на источник питания, отл ич а ю щи й с я тем, что, с целью повышения устойчивости технологического процесса в условиях изменения вольт-амперной характеристики нагрузки, в 5 каждом цикле регулирования измеряют напряжение Он на нагрузке, сравнивают его с пороговым значением Онпор, заданным из .условия минимально возможного напряжения тлеющего разряда, и при ОнОнпор 10 определяют скорость изменения напряжения на нагрузке бОн/бт, сравнивают ее с гранитным значением (бОн/бт)гр, и при (бОн/бт)-(бОн/бт)гр уменьшают ток устав ки за время, не превышающее времени перехода тлеющего разряда в дуговой, до значения, при котором выполнено неравенство (дОн/бт) -(бОн/бт)гр, а при (бОн/бт)(бОн/бт)р увеличивают ток уставки до ве личины )уо, а при ОнОтпор уменьшаютрегулируемый ток до нуля.1802815Составитель Т, Ремизевич Редактор С, Кулакова Техред М.Моргентал Корректор М, Максимишине Заказ 862 Тираж Подписное.ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушскэя наб., 4/5тельский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101водственно