Способ дискретно-интегрального регулирования тока источника питания газоразрядной технологической установки

(71) Московский энергетический институт(56) Кунцевич В,М Чеховой Ю.Н. Нелинейные системы с частотно- и широтно-импульсной модуляцией. Киев: Техника, 1970.Цып.ин Я.ЗПопков Ю,С, Теория нелинейных импульсных систем, М.; Наука,1973.Булатов О.Г. и др. Тиристорно-конденсаторные источники питания для электротехнологии М.; Энергоатомиздат, 1989,с,114, рис,5.1 а,Заявка ФРГ % 1950943, кл. Н 01 Я 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. актеристика ис - функциональреализующего фиг.3 - функциоия и е ли овки На фиг,1 показана вольт-амперная хатеристика газоразрядной установки и ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТН ВЕДОМСТВО СССР ГОСПАТЕНТ СССР) КА ПИТАНИЯ ГАЗОРАЗРЯДНОЙ ТЕХНОЛОГИЧ Е СКОЙ 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 харточника питания; на фиг.2ная схема устройства,предлагаемый способ; нанальная схема блока задан р гу р текущеготока уставки.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 окружающей среды. Рабочая точка системы в ходе работы может попадать на различные участ 18028765 10 20 25 30 35 40 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 5 т 55 п и 5 т 5 ах (фиг.1), задан требуемый ток по условию мощности излучения Уо и зафиксирована его допустимое приращение Л . На участке БАХ газового разряда с отрицательным дифференциальным сопротивлением задано граничное значение дифференциального сопротивления Ядиф = (-Ягр), до которого возможно регулирование в области рабочих токов разряда.Первоначально текущее значение тока уставки у задается равным уо, Измеряется напряжение на нагрузке Он 1 при токе у, Далее задается ток уставки, равный у = у - Ли измеряется напряжение нанагрузке Он 2.Приведен один возможный способ вычисления приращения тока уставки, который состоит в следующем; вычисляют дополнительно величину дифференциального сопротивления по формуле Ядиф = О/, гдеЛ О =- Он 1 - Оп 2. Если в РезУльтате сРавнения окажется, что Вд 55 ф( - Я 5 Р), то ток уставки необходимо уменьшить скачком на величину, равную Л 1 = куст. коэффициент пропорциональности К вычисляется по фОрМуЛЕ К = (Яр - Вдиф)/Вис 5, ГдЕ В 55 ст, - . внутреннее сопротивление источника питания, Если Вд 5;ф( - Ягр), то текущий ток устав ки увеличива 5 от до достижения тока уо с шагом Л 1,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 доаиру 5 ощий 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 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 Вдиф 21, схемы сРавнениЯ Вд 55 ф и Вгр 22, фоРмирователя приращения тока установки 23 исумматора 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. 1 ЛО 55 ент 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.Ф ор мул а и зоб рете н и я Способ дискретно-интегрального регулирования тока источника питания газоразрядной технологической установки, закл 5 очающийся в том, что в каждом цикле регулирования задаюттокуставки уо, измеряют текущее значение тока нагрузки, выделя 5 от сигнал токового рассогласования и компенсационно воздействуют им на источник питания, отл ича ю щи й 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 Вдиф, сравнивают его с граничным значением Вгр, и при выполнении неравенства Ядиф-Ягр уменьшают ток уставки до значения, при котором выполнено неравенство Вдиф- игр за время, не превышающее времени перехода тлеющего разряда в дуговой, а при выполнении неравенстваЙдиф- Вр увеличивают ток устэвки довеличины уо,1802816 Составитель Т, Ремизевичдактор С. Кулакова Техред М,Моргентал Корректор М, Максимишин ательский комбинат "Патент", г, Ужгород гарина, 10 водствен Заказ 862 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5